Post on 26-Nov-2015
INTRODUO AO METABOLISMO
O que metabolismo?
Via metablica:
Uma sequncia de reaes enzimticas especficas em que
o produto de uma reao o substrato da reao seguinte
Metabolismo o conjunto destas vias metablicas.
uma rede altamente integrado de reaes qumicas.
Conjunto altamente organizado e complexo de reaes catalisadas e reguladas por enzimas.
Estas reaes se organizam em seqncias enzimticas -VIAS METABLICAS
Constituido de milhares de reaes ocorrendo
simultaneamente (bem diferente de sistemas qumicos operado pelo
homem)
Dois mapas de vias metablicas
Obs: praticamente todas as reaes so catalisadas por enzimas
Relao com genes?
Desenho e conceitos bsicos de metabolismo
A primeira vista ----- complexo demais!
MAS.... existem alguns principios bsicos, uma certa lgica no
seu desenho e temas unificadores e recorrentes (refletindo uma
certa organizao modular) que ajudam a tornar seu
entendimento mais fcil
Temas unificadoras e/ou reccorrentes:
- metablitos e reaes comuns
- transportadores ou intermedirios ativados
- tipos de reaes qumicas
- modos de regulao
Os organismos vivos possuem similaridade notvel entre as suas principais vias metablicas
Classificao das Vias
Metablicas
Anabolismo
Catabolismo
Catabolismo: degradao de molculas orgnicas
-exergnica (saldo lquido da via mas no necessariamente todas as
reaes)
- oxidativo
Anabolismo: sntese de molculas orgnicas
- endergnica
- redutor
Catabolismo e Anabolismo
Ambas ocorrem em 3 grandes
nveis de complexidade (das
molculas envolvidas)
Reaes endergnicas podem ser
impulsionadas por reaes
exergnicas:
necessidade de acoplamento das reaes
intermedirios energticos
polmeros
monmeros
intermedirios
metablicos
Viso geral do
metabolismo
Vias Anablicas:
divergentes
Vias Catablicas:
convergentes
Metabolismo primrio e secundrio
Metabolismo intermedirio
Metabolismo energtico aspecto fundamental do metabolismo
Vias distintas para a biosntese e degradao
As vias catablicas/anablicas no so a simples
inverso do sentido das vias
(embora podem apresentar reaes e intermedirios em comum)
Dois motivos:
-viabilidade energtica (a simples inverso pode tornar a
reao anablica energeticamente invivel);
-controle separado das vias.
ativao
ativao
Navegando pelo
metabolismo as vias centrais
Vias centrais responsveis por
grande parte da
transferncia de
massa e gerao e
consumo de energia
Fase inicial do catabolismo de
Carboidratos: Gliclise
Metabolismo oxidativo
Componentes:
- Ciclo de Krebs ou do cido ctrico
ou dos cidos tricarboxlicos
- transporte de eltrons e fosforilao
oxidativo
Vias catablicas
convergem no ciclo
do cido ctrico
Metabolismo de lipdios
e esterides
Metabolismo de
aminocidos e protenas
Fotossntese
Metabolismo energtico e oxidativo
O H (e portanto o G) de uma reao depende em
grande parte das ligaes covalentes quebradas e
formadas.
depende da diferena de energia destas ligaes
A energia de uma ligao depende, entre outros fatores,
de:
-eletronegatividade relativa entre os tomos
-distncia dos eltrons de cada ncleo
-da carga dos ncleos
-do nmero de eltrons compartilhados
Oxidao de molculas orgnicas
mais energia menos energia
oxidao
Transferncia de energia
INTERMEDIRIOS ATIVADOS
Princpio Geral do Metabolismo Energtico:
"O catabolismo libera a energia que ser utilizada no
anabolismo."
Como ocorre a transferncia de energia?
Na forma de pares de eltrons do tomo de hidrognio; Na forma de compostos fosfatados.
Figure 16-2 ATP and NADPH are the sources of free
energy for biosynthetic reactions.
Transportadores Fosfatados de Alta Energia:
Adenosina Trifosfato: ATP:
o um mononucleotdeo de adenina trifosfatado, que por hidrlise, libera grande quantidade
de energia para a clula.
oA energia liberada pelo catabolismo utilizada na sntese do ATP, que a transporta ao
anabolismo, onde esta liberada pela hidrlise do ATP a ADP + Pi.
Fosfocreatina:
oPresente no msculo estriado e no tecido nervoso, principalmente, este composto fosfatado
de alta energia atua como uma reserva de grupos fosfato, na regenerao rpida do ATP:
oA Reao:
Fosfocreatina + ADP Creatina + ATP
Outros Nucleotdeos Trifosfatados:
Os nucleotdeos GTP, CTP, UTP e TTP tambm podem atuar como transportadores de
energia, de forma idntica ao ATP mas com muito menos freqncia. Suas energias de
hidrlise so praticamente idnticas do ATP, e os compostos, energeticamente, se
eqivalem.
Grande energia livre de hidrlise
devido a:
- repulso eletrosttica
-estabilizao dos produtos por
ionizao e ressonncia
- fatores envolvidos com entropia
Resonance and electrostatic stabilization in a
phosphoanhydride and its hydrolysis products.
Nicotinamida Adenina Dinucleotdeo NAD:
Coenzima - dinucleotdeo contendo adenina
NAD+ + 2 e- + 2 H+ NADH+H+
Forma Oxidada Forma Reduzida
Flavina-Adenina-Dinucleotdeo FAD
Nucleotdeo de adenina como o NAD, atua de maneira idntica,
FAD + 2 e- + 2 H+ FADH2
Nicotinamida Adenina Dinucleotdeo Fosfato NADP:
Muito semelhante ao NAD, possui um fosfato a mais na sua estrutura;
atua de forma idntica ao NAD.
NADP + 2 e- + 2 H+ NADPH2
Transportadores de Eltrons: