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Carregado porRodolfo Pimentel Oliveira
Metabolismo2
O documento descreve as principais etapas do ciclo do citrato, também conhecido como ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico. O ciclo consiste em 8 reações que oxidam compostos de dois carbonos para liberar energia na forma de ATP, NADH e FADH2. Estas moléculas de transporte de elétrons são então usadas na fosforilação oxidativa para produzir mais ATP.
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- 1. M tabo lismo e Departamento de Solos e Recursos Naturais. Centro de Ciências Agroveterinárias Campus Lages – www.cav.udesc.br
- 2. O q ueé M tabo lismo e 2 ??? Soma de todas as transformações químicas que ocorrem em uma célula ou em um organismo vivo Atividade celular altamente coordenada, na qual diversos sistemas multi enzimáticos (vias metabólicas) atuam sinergicamente Transformação de um precursor em produto, através de pequenas e específicas alterações químicas
- 3. Pra q uese rve e ssa 3 jo ça ? ? ? Principais funções/objetivos do metabolismo Converter as moléculas dos nutrientes em moléculas características da própria célula; Polimerizar precursores monoméricos; Sintetizar e degradar as biomoléculas necessárias em funções celulares especializadas Obter energia química pela degradação de nutrientes;
- 4. MECA I O N SM 4 INTERMEDIÁRIOS PRECURSOR METABOLITOS SECUNDÁRIOS C–C–C-C C-C C-C Transformação de um precursor em produto, através de C C C C pequenas e específicas PRODUTO alterações químicas
- 5. METABOLISMO 5 Catabolismo Anabolismo Processo de degradação de Processo de síntese de moléculas moléculas + >>>>> - - >>>>> + Pode liberar energia Consome energia
- 6.
- 7. Vias metabólicas 7 Podem ser lineares, ramificadas ou mesmo cíclicas Vias metabólicas alternativas As enzimas são altamente específicas Controladas Pela concentração substrato/enzima Energia da reação Sinalização Intra celular (alostérica) Sinalização Extra celular (hormônios)
- 8.
- 9. 9 O q ue é e ne rg ia ? ? ? Passagem do elétron de um estado de maior energia (mais agitado e fora de sua órbita típica) para um estado de menos energia
- 10. 10 PILHA
- 11. 11 Energia Consequência de um processo de OXIDAÇÃO – REDUÇÃO PERDA – GANHO ELÉTRONS
- 12. RESPIRAÇÃO CELULAR 12 Processo de obtenção de energia pela inspira Processo de trocas gasosas com o ambiente, degradação Oxigênio e Libera CO2 de compostos orgânicos VENTILAÇÃO GLICOSE + OXIGÊNIO = GAS CARBÔNICO + ÁGUA + ENERGIA
- 13. 13 Eletronegatividade=capacidade de atrair elétrons
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- 16. Como utiliza-se essa 16 energia ?? A energia da quebra da glicose é capturada por moléculas específicas, a principal delas é o ATP
- 17. ATP 17 Intermediário químico que une os processos celulares liberadores de energia com aqueles que consomem energia. Na célula, seu papel á análogo àquele do dinheiro na economia: ele é “produzido/ganho” nas reações exergônicas e “consumido/gasto” naquelas endergônicas.
- 18. Como funciona oATP 18 ADENINA + RIBOSE + 3 FOSFATOS As ligações entre os fosfatos são altamente energéticas Resultado da interação entre as cargas dos oxigênios
- 19. ATP em condições celulares tem um “Complexo Mg2+” Isolar parcialmente as cargas dos oxigênios
- 20. A hidrólise deATP à ADP libera energia hidrólise SIMPLES ASSIM 20
- 22. Transportadores de elétrons NAD+ + H:- (íon hidreto) → NADH NADP+ + H:- (íon hidreto) → NADPH FAD + H (átomo de hidrogênio) → FADH + H → FMNH2 FMN + H (átomo de hidrogênio) → FMNH + H → FMNH2 22 No NADP+ este grupo OH está esterificado com fosfato
- 23. Transportadores de elétrons Forma oxidada Forma reduzida NAD+ NADH NADP+ NADPH FAD FADH2 FMN FMNH2 23
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- 25. 25 GLICÓLISE OU VIA GLICOLÍTICA
- 26. Carboidratos 26 Fonte de energia prioritária Principais carboidratos: Amido e Glicogênio Digestão inicia na boca (amilase salivar) e no intestino (amilase pancreática) Glicose “livre” Glicogênio ou amido
- 27. Importância da glicose A glicose ocupa uma posição central no metabolismo de plantas, animais e muitos microrganismos. As células a usam como fonte de energia e intermediário metabólico. PAREDE CELULAR GLICOGÊNIO, AMIDO, SACAROSE Síntese de polissacarídeos armazenamento estruturais glicose oxidação via pentoses oxidação via glicólise fosfato RIBOSE 5-FOSFATO PIRUVATO 27
- 28. A Tal dasmalditas Fases Via Glicolítica PS: Ela acontece no citosol
- 29. Parte 0 –O início Extremidade não-redutora Quebra do glicogênio e do amido pela hexoquinase Hexoquinase
- 30. Parte 1 –A captura Informações Enzima e co úteis, em inglês fatores O_O Precurs Produtos or Inserção do fosfato para provocar uma mudança de cargas na glicose e impedir que ela saia do citosol
- 31. Parte 2 –A contorção Promover um rearranjo estrutural que facilite o trabalho das próximas enzimas
- 32. Parte 3 –O Investimento Aumentar a quantidade de energia da estrutura Ponto de controle
- 33. Parte 4 –A Clivagem Diminuir o tamanho da estrutura pra abrir novas possibilidades
- 34. Parte 5 –Ajeitando os produtos Padronização dos produtos
- 35. Parte 6 –O Truque Oxidação e inserção de um Pi (fosfato inorgânico) por um baixo preço Redução de NAD Liberar H20
- 36. Parte 7 –A Quitação
- 37. Como foi produzidoo ATP da Glicólise ? Fosforilação a nível do substrato: inserção do grupo fosfato através de ação de enzimas solúveis e com intermediários químicos Fosforilação Oxidativa: inserção de grupos de fosfato através da influência de um gradiente elétrico
- 38. Parte 8 –O Truque II Movimentação do fosfato para um local de melhores possibilidades
- 39. Parte 9 –Truque III Saída de água e produção de uma ligação de alta energia
- 40. Parte 10 –O Lucro Saída do segundo ATP
- 41. No fim dajoça Glicolítica, o que temos? Glicose+2ATP+2NAD+4ADP+2Pi = 2Piruvato+2ADP+2NADH+2H+4ATP+2H20
- 42.
- 43. Glicólise Fase depagamento 43
- 44. Destinos do piruvato Com poucas exceções, o piruvato formado na glicólise segue um dos três possíveis destinos mostrados abaixo: Glicólise (10 reações) Condições Condições hipóxicas ou hipóxicas ou anaeróbicas anaeróbicas Condições aeróbicas Fermentação a Fermentação a lactato em etanol em leveduras contração muscular vigorosa, eritócitos, algumas outras células e alguns tipos de microrganismos Animais, plantas, e muitas células microbianas 44 em condições aeróbicas
- 45. Regulação Regulação alostérica: inibidores ou ativadores alostéricos são substâncias que se ligam à enzima reversivermente mudando sua forma e consequentemente aumentando ou diminuindo a velocidade da via (efetores positivos ou negativos). Regulação da glicólise Hexoquinase: inibição alostérica por glicose-6-fosfato Fosfofrutoquinase: inibidores alostéricos: ATP, citrato ativadores alostéricos: ADP, AMP, Pi, frutose-2,6-bifosfato Piruvato quinase: inibição alostérica por ATP e NADH
- 46. Outros carboidratos naglicólise Frutose, manose e galactose podem entrar na via glicolítica após conversão em derivados fosforilados 46
- 47.
- 48. Revisão Fase 1 – A Captura Inserir Fosfato Fase 2 – A contorção Mudança de estrutura Fase 3 – Energização Inserir Fosfato Fase 4 – A Clivagem Formação de dois compostos diferentes e mais simples Fase 5 – Igualando os dois compostos
- 49. Revisão Fase 6 – O Macete Inserir Pi a baixo custo Reduzir NAD Liberar H20 Fase 7 –A quitação Liberação de ATP Fase 8 – O Truque Movimento do P Fase 9 – O Truque 2 Saída de água Fase 10 – O lucro Liberação de um segundo ATP
- 50. CICLO DO CITRATO CICLODO AC.CÍTRICO CICLO DE KREBS
- 51. Algumas importâncias Via central do metabolismo celular Principal meio de produção de energia Principal meio de quebra de lipídios, aminoácidos e outros compostos Anfibólica = Catabolismo + Anabolismo
- 52. PREPARAÇÃO PARA OTAL DO FAMOSO CICLO DO CITRATO CICLO DO AC.CÍTRICO CICLO DE KREBS
- 53. PREPARAÇÃO ou Descarboxilação Oxidativa Ocorre em um complexo enzimático: Complexo Piruvato Desidrogenase São necessários vários co-fatores Vitaminas essenciais: Tiamina (Vitamina B1) Riboflavina (Vitamina B2) Niacina (Vitamina B3) Pantoneato (Vitamina B5)
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- 55. O TAL DOBENDITO CICLO DO KREBS CICLO AC.CÍTRICO CICLO DO CITRATO
- 56. 1 2 3 8 7 4 6 5
- 57. ETAPA 1 –FUSÃO Rá 1 (-H20 +CoA) 1 Condensaçã o
- 58. 2a Desidrataçã Dehydration 1 2 o 2b Hidrataçã Hydration o ETAPA 2 – Contorção -H20
- 59. 1 2 3 NAD+ NADH 3 Descarboxilação Oxidative decarboxylation Oxidativa ETAPA 3 – QUEBRANDO TUDO I (+NADh +CO2)
- 60. ETAPA 4 – Quebrando tudo (- 1 CoA +CO2) 2 3 4 NAD+ NADH 4 Descarboxilação Oxidative Oxidativa decarboxylation
- 61. ETAPA 5 –Lucro +CoA + GTP 1 2 3 4 5 5 Fosforilação no Substrate-level phosphorylation nível do substrato
- 62. 1 2 3 4 6 5 FAD ETAPA 6 – Fadiando 6 (+FADH2) Dehydrogenation Desidrogenação
- 63. 1 2 3 7 7 4 Hidrataçã Hydration 6 5 o ETAPA 7 – Truque (-H20)
- 64. 1 2 8 3 7 4 NADH 6 5 NAD+ 8 Desidrogenaçã Dehydrogenation ETAPA 8 – Todo carnaval tem seu fim o (+NADh)
- 65. A Dois átomos de C Acetyl CoA Entram no ciclo 4 C rons os”Oxaloacetate Citrate ele rrega “ca arr são t ead Isocitrate NAD+ Malate CO2 ore liber d a NAD+ CO2 das sd 3 NADH de são e α-Ketoglutarate Dua Fumarate s mo lécu CO2 las FAD NAD+ Succinate a nível do substrato. Succinyl CoA CoA GTP ADP + Pi FADH2 (ATP) (GDP + Pi)
- 66. “Continha” do Ciclode Krebs Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD = oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP
- 69. RESPIRAÇÃO CELULAR O Processo de RESPIRAÇÃO CELULAR tem como objetivo principal a PRODUÇÃO DE ENERGIA Entretanto serve como FONTE DE COMPOSTOS SECUNDÁRIOS utilizados em outros pontos do metabolismo
- 70. GLICÓLISE Primeira etapa da OXIDAÇÃO DA GLICÓSE 10 etapas
- 71. GLICÓLISE O que essa JOÇA UTILIZA e o que ela(A JOÇA) PRODUZ ?
- 72. RESPIRAÇÃO CELULAR Acontece EM AEROBIOSE OXIGÊNIO tem como FUNÇÃO PRINCIPAL ser o ULTIMO ASSIMILADOR/CAPTADOR DE ELETRONS durante a CADEIA TRANSPORTADORA DE ELETRONS
- 73. FERMENTAÇÃO Do latin “Fermentare” que significa ferver O estudo detalhado (ciência) da fermentação se chama ZIMOLOGIA
- 74. FERMENTAÇÃO Para vários grupos de bactérias/fungos/protozoários em geral: Um meio clássico de obtenção de energia Visto que na atmosfera primitiva NÃO HAVIA OXIGÊNIO SUFICIENTE para a oxidação completa da glicóse Para o resto: Uma estratégia de emergência importante para sobrevivência
- 75. FERMENTAÇÃO Qual a utilidade dessa JOÇA II (fermentação) ??? Basicamente, OXIDAR O NADH PARA NAD+ NAD+: FUNDAMENTAL para a manutenção da GLICÓLISE
- 76. FERMENTAÇÃO Alcólica Acética Láctica Cetonica Tudo depende de qual organismo esta efetuando a fermentação
- 78. FERMENTAÇÃO – LÁCTICA Quando os tecidos ANIMAIS não são supridos com OXIGÊNIO suficiente para a oxidação do piruvato Consiste na REDUÇÃO DO PIRUVATO em ÁCIDO LÁCTICO através da ação da LACTATO DESIDROGENASE
- 79. FERMENTAÇÃO - LÁCTICA Não ocorre somente nos tecidos em HIPOXIA Principal produção nos Eritrócitos O lactato é reciclado no fígado e transformado novamente glicose (Ciclo de Cori) Resulta na acidificação do meio Quanto mais íons de H+ e mais moléculas de Ac.Láctico Resulta, principalmente, em uma alteração na manutenção das taxas de Ca e Mg Hiperexcitação dos nervos que estimulam os
- 80. FERMENTAÇÃO - LÁCTICA - Atividade física vigorosa (câimbra pode ocorrer durante ou após o esforço físico). - Desidratação (importante causa em idosos e em quem usa diuréticos). - Alterações hidreletrolíticas, principalmente depleção de cálcio e magnésio. - Gravidez (normalmente a câimbra é secundária a níveis baixos de magnésio). - Fratura óssea (como autoproteção, os músculos ao redor da lesão se contraem involuntariamente). - Alterações metabólicas como diabetes, hipotireoidismo, alcoolismo e hipoglicemia. - Doenças neurológicas com Parkinson, doenças do neurônio motor ou doenças primárias dos músculos (miopatias). - Insuficiência venosa e varizes nas pernas - Longos períodos de inatividade (ficar sentado em posição inadequada, por exemplo). - Alterações estruturais, como pé chato e o g e nu re c urva tum (hiperextensão do joelho). - Hemodiálise. - Cirrose hepática. - Deficiência de vitamina B1, B5 e B6 - Anemia
- 81. FERMENTAÇÃO – LÁCTICA Ocorre também em microorganismos Fermentação do leite para produção de derivados A dissociação do Ac.Láctico em Lactato e H+ abaixa o pH O pH baixo desnatura as proteínas do leite, que correspondem a +-3,5% (caseína, lactoalbumina) A proteínas desnaturadas precipitam o/ O produto depende do microorganismo utilizado
- 82. FERMENTAÇÃO - ALCÓLICA Conversão do piruvato em etanol e CO2 Primeiro passo: Descarboxilação Irreversível do Piruvato (Requer Mg e * Tiamina Pirofosfato) Segundo passo: Redução do Acetoaldeído em Etanol e Oxidação do NADH *Alcool Desidrogenase
- 83. FERMENTAÇÃO - ALCÓOLICA Principal microorganismo que faz FERMENTAÇÃO ALCÓLICA: LEVEDURAS (Sa c c ha ro m y c e s c e re vis ia e ) ANAERÓBICO FACULTATIVO Amplo uso comercial: Bebidas Padaria Combustível
- 84. FERMENTAÇÃO - ALCÓOLICA O processode fermentação depende diretamente do substrato: a) Diretamente Fermentescíveis Glicose: polpa de frutas, amiláceos e celulósicos hidrolisados (1g – 0,551g) Frutose: polpa de frutas, polímeros • hidrolisados de frutose Sacarose: cana de açúcar, beterraba, colmo de • sorgo sacarino (1g – 0,538g)
- 85. FERMENTAÇÃO - ALCÓLICA b) Indiretamente Fermentescíveis Amiláceas : milho, mandioca, batata doce, grãos de cereais, mesocarpo do babaçu, batata inglesa, tubérculos em geral. Lignocelulósicas (celulose e hemicelulose): madeira, bagaço de cana, resíduos agrícolas. Tratamento prévio: hidrólise química ou enzimática do polissacarídeo, gerando açúcares menores, tais como o monossacarídeo glicose. Este processo aumenta o custo de produção do etanol a partir destas matérias primas
- 86. FERMENTAÇÃO – ALCÓOLICA Fases Descrição Inicial Momento de contato da levedura com o açúcar. Intermediária As leveduras começam a se alimentar do açúcar e eliminar etanol e CO2 ocasionando sua multiplicação. Tumultuosa Em decorrência da grande quantidade de CO2 liberado,tem-se a impressão que a mistura está fervendo. Final Quando a quantidade de álcool atinge 15% do volume total, a levedura morre intoxicada com o álcool e, consequentemente cessa a produção de etanol.
- 87. FERMENTAÇÃO – OUTROS Clo ris tid ium a c e to buty ric um – fermenta Amido em butanol e acetona
Notas do Editor
- #86 http://pt.scribd.com/doc/6703108/Apostila-Biotecnologia-de-Alimentos