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Nesta 3a parte da disciplina nosso principal objetivo é
compreender os mecanismos pelos quais as células regulam o seu
metabolismo
METABOLISMO
Metabolismo é o nome que damos ao conjunto das reações
químicas que ocorrem dentro das células.
Mas o que é metabolismo?
•Obter energia química pela degradação de nutrientes
•Converter os nutrientes em precursores de macromoléculas
•Organizar as pequenas moléculas em polímeros ou em moléculas
complexas
• Formar e degradar moléculas necessárias a funções especializadas das
células
A energia obtida pela degradação de nutrientes (organismos
heterotróficos) ou pela fotossíntese (organismos autotróficos) é
utilizada para realizar 3 tipos de trabalho:
• Trabalho químico
• Trabalho mecânico
• Trabalho osmótico
O conjunto de reações químicas que ocorrem dentro das células é
chamado de METABOLISMO e visa:
TRABALHO QUÍMICO
Muitas reações
químicas necessitam de
energia para ocorrer,
mesmo com o uso de
enzimas (catalizadores)
TRABALHO MECÂNICO
Muitos processos celulares exigem
energia, como a movimentação de
flagelos ou contração de proteínas
motoras para reorganização do
citoesqueleto e movimentação de
vesículas
TRABALHO OSMÓTICO
As concentrações intracelulares
da maioria das moléculas e íons
é diferente no interior das
células e no seu meio ambiente
próximo
Obtenção de Energia Química
catabolismo
catabolismo
Heterotróficos
Autotróficos
Etapas do catabolismo: Obtenção de energia
ATP e liberação de energia
Compostos fosforilados são importantes intermediários na
condução de processos endergônicos
Outros compostos que têm o ∆G’0 de hidrólise
superior ao ATP são:
•Fosfoenolpiruvato – PEP
•1,3 bisfosfoglicerato – 1,3 BPG
Outras formas de usar ATP: Intermediário ativado com
fosfato
Outras formas de usar ATP: Intermediário ativado com
AMP e quebra de pirofosfato
Há outras formas de energizar uma molécula além
da fosforilação: CoA
Há outras moléculas que são equivalentes
energéticos: NADH
= 3 ATPs
Há outras moléculas que são equivalentes
energéticos: FADH2
= 2 ATPs
PRINCIPAIS PROCESSOS ONDE OCORRE CONSUMO DE ATP
1 – Estágios iniciais da degradação de nutrientes
• Glicose + ATP Glicose-6P + ADP
• palmitato + ATP + CoA palmitoil CoA + AMP + 2 Pi
2 – Interconversão de nucleosídios tri- fosfato
• ATP + NDP ADP + NTP
3 – Processos fisiológicos tais como:
•Transporte ativo
•Contração muscular
•Biossíntese de proteínas
•Replicação e reparo do DNA
4 – Garantindo reações altamente endergônicas
PRINCIPAIS PROCESSOS ONDE OCORRE PRODUÇÃO DE ATP
1. Fosforilação ao nível do substrato
2. Fosforilação oxidativa
3. Fotofosforilação
4. Reação da adenilato quinase
ADP ATP + AMP
ATP NÃO É ESTOCADO
• O tempo de meia vida do ATP varia de alguns minutos a
segundos, dependendo da célula;
• O suprimento de ATP do cérebro é suficiente para poucos
segundos de atividade celular;
Obtenção de Moléculas precursoras
Para que servem as moléculas precursoras?
Catabolismo x Anabolismo
Características gerais das vias metabólicas
IRREVERSIBILIDADE
EXISTÊNCIA DE UMA ETAPA COMPROMETIDA
REGULAÇÃO
A velocidade das reações que acontecem dentro das
células pode ser regulada por:
1. Fluxo de substrato;
2. Atividade do catalisador;
3. Quantidade do catalisador;
São muitas as forma de regular a atividade dos
catalisadores biológicos:
1. Ação de efetores;
2. Modificação covalente;
3. Ativação por proteólise.
REGULAÇÃO
Regulação da atividade enzimática por
efetores alostéricos
Controle por modificação covalente (fosforilação)
Ativação das vias metabólicas pela comunicação
ente células e meio ambiente: mecanismos de
transdução de sinal
Transdução de sinal : características
gerais
Transdução de sinal : características
gerais
Transdução de sinal : tipos
Exemplo de receptor baseado em canal iônico:
Receptor nicotínico de acetilcolina
Exemplo de receptor com atividade enzimática:
Receptor de insulina
Exemplo de receptor ligado à proteína G:
Receptor de epinefrina e 2o mensageiro
Exemplo de receptor intracelular
Respostas induzidas pela ativação de um receptor
hormonal nuclear.
RESPOSTA PRIMÁRIA AO HORMÔNIO
ESTERÓIDE RESPOSTA SECUNDÁRIA TARDIA AO
HORMÔNIO ESTERÓIDE