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Glicólise
- Ocorre no citoplasma da célula;
- Anaeróbica: não precisa de oxigênio;
- Divide a glicose (6 carbonos) em 2 piruvatos (3 carbonos cada);
- Lucro energético: 2 ATP (4 produzidos – 2 consumidos) e 2 NADH;
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Reação 01 [Glicose → Glicose-6-fosfato];
- Gasto: 1 ATP
- Função: Fosforila a glicose para evitar que ela saia da célula.
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Reação 02 [Glicose → Glicose-6-fosfato];
- Enzima: Fosfoglicose isomerase
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O que faz possível acontecer as Reações 03 e 04;
- Transformar a Glicose em Frutose para tornar possível a entrada do fosfato no C1;
- Facilitar a quebra da molécula, dividindo em duas de 3 carbonos cada;
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Reação 03 [Frutose-6-fosfato → Frutose-1,6-bifosfato];
- Enzima: Fosfofrutoquinase-1 (PFK-1);
- Gasto: 1 ATP;
- Função: Etapa chave reguladora da velocidade da glicólise;
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Reação 04 [Frutose-1,6-bifosfato → Gliceraldeído-3-fosfato (G3P) + Dihidroxiacetona fosfato (DHAP)];
- Enzima: Aldolase
- Função: Quebra da frutose em duas moléculas de 3 carbonos.
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Reação 05 [DHAP → Gliceraldeído-3-fosfato (G3P)];
- Enzima: Triose fosfato isomerase
- Função: Converte DHAP em G3P para que a glicólise prossiga com 2 G3Ps iguais.
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Reação 06 [G3P + NAD⁺ + Pi → 1,3-Bifosfoglicerato + NADH + H⁺];
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Oxidação do G3P que permite a entrada o Pi;
- Acopla uma reação a outra que forneça energia;
- Enzima: Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase
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Função: Oxidação do G3P; produção de 1 NADH por G3P.
- 2 NADH;
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Reação 07 [1,3-Bifosfoglicerato → 3-Fosfoglicerato];
- Enzima: Fosfoglicerato quinase
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Ganho: 1 ATP por G3P
- 2 ATPs;
- Função: Primeira geração de ATP (fosforilação em nível de substrato).
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Reação 08 [3-Fosfoglicerato → 2-Fosfoglicerato];
- Enzima: Fosfoglicerato mutase
- Função: Rearranjo da molécula para preparar para a desidratação.
- Aumentar a instabilidade da ligação do fosfato;
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Reação 09 [2-Fosfoglicerato → Fosfoenolpiruvato (PEP)];
- Enzima: Enolase
- Aumentar a instabilidade da ligação do fosfato;
- Função: Desidratação; cria uma molécula com alto potencial energético.
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Reação 10 [PEP → Piruvato];
- Enzima: Piruvato quinase
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Ganho: 1 ATP por G3P
- 2 ATPs;
- Função: Segunda geração de ATP; final da glicólise.
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Ciclo de Krebs
- Ciclo do Ácido Cítrico;
- O ciclo de Krebs tem como principal função oxidar completamente o acetil-CoA (derivado da glicose, ácidos graxos e aminoácidos), liberando:
- CO₂ como resíduo,
- NADH e FADH₂ como transportadores de elétrons (energia),
- e GTP/ATP como energia direta.
- Matriz mitocondrial;
- Reação Aeróbica;
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Reação 01;
- Aterior ao início do ciclo;
- Precisa da vitamina tiamina;
- A carbonila facilita a saída o CO2 e a entrada da CoA;
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Reação 02;
- A saída da CoA fornece energia para formação do Citrato;
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Reação 03;
- Rearranjo da molécula;
- Mudar a Hidroxila de posição porque é importante para as próximas reações;
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Reação 04;
- 1º NADH e 1º CO₂;
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Reação 05;
- A posição da carbonila favorece a saída do CO2;
- A saída do CO2 fornece energia para entrada da CoA;
- 2º NADH e 2º CO₂;
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Reação 06;
- Geração de GTP/ATP;
- A posição da carbonila favorece a saída do CoA;
- A saída do CoA fornece energia para entrada da formação do ATP;
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Reação 07;
- Geração de FADH₂;
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Reação 08;
- A hidroxila importante para reestabelecer o Oxalacetato;
- Hidratação da molécula;
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Reação 09;
- Regenera oxaloacetato;
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Fosforilação Oxidativa;
- Cadeia Respiratória ou Cadeia Transportadora de Elétrons;
- Aeróbica;
- Responsável por produzir a maior parte do ATP da célula;
- É aqui que o NADH e o FADH₂, produzidos na glicólise, ciclo de Krebs e oxidação do piruvato, finalmente entregam os elétrons que carregam.
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Cristas mitocondriais;
- Na membrana interna da mitocôndria;
- Enzimas e complexos proteicos ficam organizados formando uma espécie de "esteira" que transporta elétrons;
- Transformar a energia dos elétrons (vindos do NADH e FADH₂) em ATP, usando oxigênio como aceptor final de elétrons e formando água (H₂O) como subproduto;
- Alguns antibióticos e venenos (como o cianeto) bloqueiam os complexos da cadeia, impedindo a célula de produzir ATP → isso pode levar à morte celular rápida.
- 2,5 ATPs
- Os elétrons são passados de complexo em complexo, perdendo energia gradualmente. A energia liberada é usada para bombear prótons (H⁺) da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar;
- 1,5 ATPs
- NADH doa elétrons no Complexo I (NADH desidrogenase).
- FADH₂ doa no Complexo II (Succinato desidrogenase).
- NADH gera mais ATP que FADH₂ porque entra "mais acima" na cadeia, ou seja, participa de mais etapas de bombeamento de prótons.
- Os elétrons são passados de complexo em complexo, perdendo energia gradualmente. A energia liberada é usada para bombear prótons (H⁺) da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar
- Os H⁺ bombeados acumulam-se no espaço intermembranar, criando um gradiente eletroquímico (diferença de concentração e carga).
- Os prótons voltam à matriz mitocondrial através da ATP sintase (uma proteína canal enzimática no Complexo V).
- A energia do fluxo de prótons é usada para fosforilar ADP → ATP.
- Esse processo é chamado de fosforilação oxidativa, porque depende da oxidação dos NADH/FADH₂ e da presença de oxigênio.
- O oxigênio é o aceptor final de elétrons. Sem ele, a cadeia para e não há produção eficiente de ATP.
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NAD+
- Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo;
- Coenzima;
- Oxidorredução, transporta elétrons e prótons (H⁺);
- Age como um carregador de energia;
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Durante reações metabólicas, o NAD⁺ aceita 2 elétrons e 1 próton (H⁺), transformando-se em NADH (forma reduzida).
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NAD+ + 2e- + H+ --> NADH
- Levar H+ para Cadeia Respiratória;
- O NADH pode doar esses elétrons para outras reações (como na cadeia respiratória), sendo reoxidado de volta a NAD⁺.
- Sintetizado a partir de vitaminas do complexo B;
- A niacina é o principal precursor;
- Ela pode ser obtida por meio da alimentação (carnes, peixes, ovos, grãos integrais, etc.) ou sintetizada no fígado a partir do triptofano (um aminoácido).