aula - metabolismo
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Aula - Metabolismo
Introdução ao metabolismo
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Metabolismo• É a soma das variações químicas que
converte nutrientes em energia e produtosquímicos celulares complexos
• Mais de mil reações enzimáticas estão organizadas em via metabólicas discretas
• Substratos são transformados emprodutos através de intermediáriosespecíficos.
• Retrato do mapa metabólico das reações• Metabolismo intermediário.
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Caracteristicas comum as vias.
• Organismos mostram umasimilaridade em suas viasmetabólicas.
• Evidência de que toda vida descendede uma forma ancestral comum.
• Ocorre também uma diversidadesignificante
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O sol fornece energia paraa vida.
• Fototróficos usam a luz para sintetizar moléculas orgânicas.
• Heterotróficos usam essasmoléculas como blocos de construção.
• CO2, O2, e H2O são reciclado.
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Metabolismo
• Metabolismo consiste de catabolismoe anabolismo
• Catabolismo: via degradativa – Usualmente energia-produzida!
• Anabolismo: via biosintética – energia-requerida!
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Catabolismo e Anabolismo
• Via Catabólica converge parapoucos produtos finais
• Via Anabólica diverge para síntesede muitas biomoléculas
• Algumas vias servem ambos catabolismo e anabolismo
• Tais vias são anfibólicas
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Organização das vias• Vias consisrem de passos sequenciais• Enzimas podem estar separadas • Ou pode formar um complexomultienzimático
• Ou pode estar ligada a membrana• Novos pesquisas indicam que sistemas complexos multienzimáticosão mais comuns que outros.
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Complexo multienzimático
EnzimasSeparadas
Sistema ligado ‘a membrana
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Organização das viasCiclo fechado
(reciclagem de intermediários)
Espiral(algumas das enzimas são repetidas)
Linear(produto das rxns
são substratos pararxns subsequentes)
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Metabolismo Procede em passos discretos
•Especificidade Enzimáticadefine a rota biosintética
•Controle de entrada e saída de energia
•Allow for the establishment of control points.
•Allows for interaction between pathways
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Regulação das vias Metabólicas
• Vias são reguladas para permitir que o organismo responda as variações nas condições
• Muitas respostas ocorrem em frações de segundos
• Muitas vias metabólicas são irreversíveis sob condições fisiológicas.
• Regulação garante natureza unidirecional das vias.
• Movimento de material através das vias é conhecida como fluxo.
• Fluxo é regulado por suplimento de substrato, remoção de produtos e atividade das enzimas.
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Regulação enzimática do fluxo
Mecanismo Comum• feedback inhibition – produto final regula a
atividade enzimática do passo inicial.
• Feedforward activation – metabólitoproduzido pode ativar enzima envolvido em um passo adiante.
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Teoria do Controle Metabólico
• Fluxo da via metabólica é controlado pormultiplas enzimas.
• Coeficiente de Controle é determinada para cada enzima. = ∆ atividade / ∆ concentração daenziama.
• Enzimas com coeficiente de controle grande são importantes para regulação geral.
• Recentedescobertas sugerem que o controle de muitas vias são divididas em viasmultienzimáticas.
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Regulação Relatada as vias Catabólicas e Anabólicas
• Vias Anabólica & catabólica envolvendo os mesmos compostos não são iguais.
• Alguns passos são comuns ‘a ambas.
• Outros podem ser diferentes –garantindo a espontaneidade das vias.
• Assim um mecanismo de regulação pode serpoistivo para uma via e negativo para outra.
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Vias Metabólicas não estão emEquilibrio
• Vias metabólicas não estão em equilíbrio. A <-> B
• Estão em estado estacionário. A -> B -> C• A velocidade de formção de B = velocidade de
utilização de B.• Concentração de B mantém –se em nível
constante • Todas vias intermediária estão em estado
estacionário. • Concentração de intermediários permanece
constante nas variações de fluxos
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Metabolismo e Termodinâmica
• Energia livre padrão A + B <-> C + D
• ∆Go’ =-RT ln[C][D]/[A][B]
• ∆Go’ = -RT ln Keq
• ∆Go’ < 0 (Keq>1.0) rxn Espontânea
• ∆Go’ = 0 (Keq=1.0) Equilibrio
• ∆Go’ > 0 (Keq <1.0) Rxn requer energia
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∆G (not ∆Go’) é impt em vivo• ∆G = ∆Go’ + RT ln Q• Q (razão da ação das massas) =
[C]’[D]’/[A]’[B]’• Atual/e [reagentes] e [produtos] são usedos
para determinar Q.• Devido as reações estarem no estado
estacionárioe não no equilibrio, Q não é igual a Keq
• Quando Q é próximo em valor a Keq = reaçãoproxima do equilíbrio (reversível)
• Se Q se afasta de Keq = rxn metabolicamente irreversível.
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ATP• ATP é a energia corrente da célula
• Em fototróficos, energia da luz é transformada em energia na forma de ATP
• Em heterotróficos, catabolismo produz ATP, o qual dirige a atividade celular
• Ciclo do ATP carregaenergia a partir de fotosíntese ou catabolismopara processos celulares que requerem energia.
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Anidrido do ácido fosfórico
• ADP e ATP são exemplos de anidrido do ácido fosfórico.
• A variação da energia livre negativa na hidrólise é:
• repulsão eletrostática– Estabilização de
produtos por ionização e ressonância
– fatores de entropia
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Transferência de grupofosforila
• Energia produzida das reações podemseracopladas a outras reações que requerem energia.
• Transferência de grupo fosfato de compostosfosforilados contendo alta energia podem ativar substratos ouintermediários de uma reação que requer energia A-P + ADP -> A + ATP, ATP +C-> ADP + C-P
• A habilidade de um composto fosforiladotransferir grupo fosforila é conhecido como potencial de transferência de grupo fosforila.
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Phosphoryl-group Transfer