A glicólise é todo o conjunto de processos que o corpo executa automaticamente. Como se sabe, o homem necessita de muita energia para poder realizar todas as suas atividades diárias, para isso deve manter uma boa alimentação à base de vegetais, proteínas, frutas e acima de tudo, ter a incorporação de um dos mais importantes energéticos., por exemplo, glicose. A glicose entra no corpo através dos alimentos e em diferentes formas químicas que mais tarde se transformarão em outras, isso ocorre a partir de diferentes processos metabólicos.
O que é glicólise
Tabela de conteúdos
A glicólise representa a maneira pela qual o corpo inicia a quebra das moléculas de glicose para obter uma substância que pode fornecer energia ao corpo. Essa é a via metabólica responsável pela oxidação da glicose, a fim de adquirir energia para a célula. Representa a forma mais imediata de captação dessa energia, além disso, é uma das vias geralmente escolhidas dentro do metabolismo dos carboidratos.
Entre suas funções está a geração de moléculas de alta energia NADH e ATP como causa da origem da energia celular nos processos de fermentação e respiração aeróbia.
Outra função desempenhada pela glicólise é a criação de piruvato (uma molécula básica do metabolismo celular), que passa para o ciclo da respiração celular como um elemento da respiração aeróbica. Além disso, ele gera 3 e 6 intermediários de carbono, que são comumente usados em diferentes processos celulares.
A glicólise é composta por 2 etapas, cada uma composta por 5 reações. O estágio número 1 compreende as cinco primeiras reações, então a molécula de glicose original é convertida em duas moléculas de 3-fosfogliceraldeído.
Esta fase é geralmente chamada de fase preparativa, ou seja, é aqui que a glicose é dividida em duas moléculas de 3 carbonos cada; incorporando dois ácidos fosfóricos (duas moléculas de gliceraldeído 3 fosfato). Também é possível que a glicólise ocorra em plantas, geralmente esta informação tende a ser explicada na pdf glicólise.
Descoberta de glicólise
Em 1860 foram realizados os primeiros estudos relacionados à enzima da glicólise, elaborados por Louis Pasteur, que descobriu que a fermentação ocorre graças à intervenção de vários microrganismos, anos depois, em 1897, Eduard Buchner descobriu um extrato célula que pode causar fermentação.
Em 1905 foi feita outra contribuição para a teoria, pois Arthur Harden e William Young determinaram que as frações celulares de massa molecular são necessárias para que a fermentação ocorresse, porém essas massas devem ser altas e sensíveis ao calor, ou seja, devem ser enzimas..
Afirmaram ainda que é necessária uma fração citoplasmática de baixa massa molecular e resistente ao calor, ou seja, coenzimas do tipo ATP, ADP e NAD +. Mais detalhes se confirmaram em 1940 com a intervenção de Otto Meyerhof e Luis Leloir, que se juntaram a ele alguns anos depois. Eles tiveram algumas dificuldades em determinar a via de fermentação, incluindo o curto tempo de vida e as baixas concentrações de intermediários nas reações glicolíticas que sempre acabavam sendo rápidas.
Além disso, foi demonstrado que a enzima glicólise ocorre no citosol de células eucarióticas e procarióticas, mas nas células vegetais, as reações glicolíticas ocorreram no ciclo de calvina, que ocorre dentro dos cloroplastos. Organismos filogeneticamente antigos estão incluídos na conservação dessa via, é por eles que ela é considerada uma das mais antigas vias metabólicas. Assim que este resumo da glicólise estiver concluído, você pode falar muito sobre seus ciclos ou fases.
Ciclo de glicólise
Como mencionado anteriormente, há uma série de fases ou ciclos na glicólise que são de extrema importância, são a fase de gasto de energia e a fase de benefício de energia, que podem ser explicadas como um esquema de glicólise ou simplesmente listando cada uma das reações da glicólise. Estes, por sua vez, são divididos em 4 partes ou elementos fundamentais que serão explicados em detalhes a seguir.
Fase de gasto de energia
É uma fase responsável pela transformação de uma molécula de glicose em duas moléculas de gliceraldeído, porém, para isso, são necessárias 5 etapas, sendo elas hexoquinase, glicose-6-P isomerase, fosfofrutocinase, aldolase e triose. fosfato isomerase, que será detalhado a seguir:
- Hexoquinase: para aumentar a energia da glicose, a glicólise deve gerar uma reação, que é a fosforilação da glicose. Agora, para que essa ativação ocorra, é necessária uma reação catalisada pela enzima hexoquinase, ou seja, a transferência de um grupo fosfato do ATP, que pode ser adicionado de um grupo fosfato a uma série de moléculas que são semelhante à glicose, incluindo manose e frutose. Uma vez que essa reação ocorre, ela pode ser usada em outros processos, mas somente quando necessário.
- Glicose-6-P isomerase: esta é uma etapa muito importante porque é aqui onde se define a geometria molecular que afetará as fases críticas da glicólise, a primeira é aquela que adiciona o grupo fosfato ao produto da reação, a segunda é quando vão ser criadas as duas moléculas de gliceraldeído, que, por fim, serão as precursoras do piruvato. O fosfato de glicose 6 é isomerizado em fosfato de frutose 6 nesta reação, e o faz através da enzima glicose 6 fosfato isomerase.
- Fosfofrutocinase: neste processo de glicólise, a fosforilação do fosfato da frutose 6 é realizada no carbono 1, além disso, o dispêndio de um ATP é realizado através da enzima fosfofrutocinase 1, mais conhecida como PFK1.
Por tudo isso, o fosfato tem baixa energia de hidrólise e um processo irreversível, obtendo finalmente um produto denominado frutose 1,6 bifosfato. A qualidade irreversível é imprescindível porque o transforma em um ponto de controle da glicólise, por isso é colocado nesta e não na primeira reação, pois existem outros substratos além da glicose que conseguem entrar na glicólise.
- Aldolase: esta enzima consegue quebrar a frutose 1,6 bifosfato em duas moléculas de 3 carbonos chamadas trioses, essas moléculas são chamadas de fosfato de diidroxiacetona e fosfato de gliceraldeído 3. Essa quebra é feita graças a uma condensação aldólica que, aliás, é reversível.
Essa reação tem como característica principal uma energia livre entre 20 e 25 Kj / mol e isso não ocorre em condições normais, menos ainda de forma espontânea, mas quando se trata de condições intracelulares a energia livre é pequena, isso porque existe uma baixa concentração de substratos e é justamente isso que torna a reação reversível.
- Triose fosfato isomerase: nesse processo de glicólise, existe uma energia livre padrão positiva, isso gera um processo que não é favorecido, mas gera uma energia livre negativa, ou seja, a direção favorecida é a formação de G3P. Além disso, deve-se levar em consideração que o único que pode acompanhar as demais etapas da glicólise é o gliceraldeído 3 fosfato, de forma que a outra molécula gerada pela reação de diidroxiacetona fosfato é convertida em gliceraldeído 3 fosfato.
Existem duas vantagens na fosforilação da glicose, a primeira baseia-se em fazer com que a glicose se torne um agente metabólico reativo, a segunda é que se consegue que a glicose 6 fosfato não atravesse a membrana celular, muito diferente da glicose, por ter carga negativa fornecida pelo grupo fosfato à molécula, dessa forma torna mais complicado seu cruzamento. Tudo isso evita que o substrato energético da célula se perca.
Além disso, a frutose possui centros alostéricos que são sensíveis às concentrações de intermediários, como ácidos graxos e citrato. Nessa reação, é liberada a enzima fosfofrutocinase 2, responsável pela fosforilação do carbono 2 e por regulá-lo.
Nesta etapa, apenas o ATP é consumido na primeira e na terceira etapas, além disso, deve-se lembrar que na quarta etapa é gerada uma molécula de gliceraldeído-3-fosfato, mas nesta reação, uma segunda molécula é gerada. Com isso deve-se entender que, a partir daí, todas as seguintes reações ocorrem duas vezes, isso se deve a 2 moléculas de gliceraldeído geradas a partir dessa mesma fase.
Fase de benefício de energia
Enquanto a energia do ATP é consumida na primeira fase, nesta fase o gliceraldeído passa a ser uma molécula com mais energia, então finalmente um benefício final é obtido: 4 moléculas de ATP. Cada uma das reações da glicólise é explicada nesta seção:
- Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase: nesta reação, o gliceraldeído -3-fosfato é oxidado usando NAD +, só então um íon fosfato pode ser adicionado à molécula, que é realizado pela enzima gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase em 5 etapas, desta forma, aumenta a energia total do composto.
- Fosfoglicerato quinase: nessa reação, a enzima fosfoglicerato quinase consegue transferir o grupo fosfato do 1,3 bisfosfoglicerato para uma molécula de ADP, gerando a primeira molécula de ATP na via de benefícios energéticos. Como a glicose é transformada em duas moléculas de gliceraldeído, 2 ATP é recuperado nesta fase.
- Fosfoglicerato mutase: o que ocorre nessa reação é a mudança da posição do fosfato C3 para C2, ambos são energias muito semelhantes e reversíveis com variações da energia livre próximas de zero. Aqui, o 3 fosfoglicerato obtido na reação anterior é convertido em 2 fosfoglicerato, entretanto, a enzima que catalisa essa reação é a fosfoglicerato mutase.
- Enolase: esta enzima dá a formação de uma dupla ligação em 2 fosfoglicerato, o que faz com que uma molécula de água que foi formada por hidrogênio de C2 e OH de C3 seja eliminada, resultando em fosfoenolpiruvato.
- Piruvato quinase: aqui ocorre a desfosforilação do fosfoenolpiruvato, é então que se obtém a enzima piruvato e ATP, reação irreversível que ocorre a partir da piruvato quinase (enzima que, aliás, é dependente de potássio e magnésio.
Produtos da glicólise
Como a direção metabólica dos intermediários nas reações depende das necessidades celulares, cada intermediário pode ser considerado como produto das reações, então, cada produto seria (na ordem de acordo com as reações explicadas anteriormente) como segue:
- Fosfato de glicose 6
- Fosfato de frutose 6
- Frutose 1,6 bifosfato
- Fosfato de diidroxiacetona
- Gliceraldeído 3 fosfato
- 1,3 bisfosfoglicerato
- 3 fosfoglicerato
- 2 fosfoglicerato
- Fosfoenolpiruvato
- Piruvato
Gliconeogênese
É uma via anabólica em que a síntese do glicogênio ocorre por meio de um simples precursor, que é a glicose 6 fosfato. A glicogênese ocorre no fígado e no músculo, mas ocorre em menor grau neste último. É ativado por meio da insulina em resposta aos altos níveis de glicose, que podem ocorrer após a ingestão de alimentos que contêm carboidratos.
A gliconeogênese é gerada pela incorporação de unidades repetidas de glicose, que vêm na forma de UDP-glicose a um glicogênio divisor que existia anteriormente e que se baseia nas proteínas glicogeninas, que são formadas por duas cadeias autoglicosilan. e que, além disso, podem unir suas cadeias a um octâmero de glicose.
