Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Glicólise


Introdução

A glicólise é uma via metabólica básica envolvida na quebra da glicose, um açúcar simples, em piruvato. Este processo é essencial na respiração celular, fornecendo energia na forma de ATP e intermediários para outras vias metabólicas. A glicólise ocorre no citoplasma das células e é o primeiro passo no catabolismo dos carboidratos. Diferente de outros processos metabólicos, a glicólise é anaeróbica, o que significa que não requer oxigênio.

Via glicolítica

A glicólise envolve uma série de dez reações catalisadas por enzimas. Essas reações podem ser divididas em duas fases principais: a fase de investimento de energia e a fase de retorno de energia.

Fase de investimento de energia

  • Passo 1 - Fosforilação da Glicose: 
    glicose + ATP → glicose-6-fosfato + ADP
    A enzima hexocinase catalisa a fosforilação da glicose usando uma molécula de ATP, produzindo glicose-6-fosfato.
  • Passo 2 - Isomerização: 
    glicose-6-fosfato → frutose-6-fosfato
    A enzima fosfoglicose isomerase converte glicose-6-fosfato em frutose-6-fosfato.
  • Passo 3 - Segunda fosforilação: 
    frutose-6-fosfato + ATP → frutose-1,6-bisfosfato + ADP
    Fosfofrutoquinase-1 fosforila frutose-6-fosfato usando outra molécula de ATP, resultando na formação de frutose-1,6-bisfosfato.
  • Passo 4 - Quebra: 
    frutose-1,6-bisfosfato → dihidroxiacetona fosfato + gliceraldeído-3-fosfato
    A aldolase quebra o frutose-1,6-bisfosfato em dois açúcares de três carbonos: dihidroxiacetona fosfato e gliceraldeído-3-fosfato.
  • Passo 5 - Isomerização do dihidroxiacetona fosfato: 
    dihidroxiacetona fosfato ↔ gliceraldeído-3-fosfato
    A enzima triose fosfato isomerase catalisa a conversão reversível de dihidroxiacetona fosfato em gliceraldeído-3-fosfato. Nesse ponto, duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato são formadas para cada molécula de glicose que entra na glicólise.

Fase de retorno de energia

  • Passo 6 - Oxidação e Adição de Fosfato: 
    2 gliceraldeído-3-fosfato + 2 NAD+ + 2 Pi → 2 1,3-bisfosfoglicerato + 2 NADH + 2 H+
    A enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase catalisa a oxidação do gliceraldeído-3-fosfato a 1,3-bisfosfoglicerato, gerando NADH no processo.
  • Passo 7 - Transferência de fosfato para o ADP: 
    2 1,3-bisfosfoglicerato + 2 ADP → 2 3-fosfoglicerato + 2 ATP
    A enzima fosfoglicerato quinase catalisa a transferência de um grupo fosfato do 1,3-bisfosfoglicerato para o ADP, produzindo ATP e 3-fosfoglicerato.
  • Passo 8 - Conversão: 
    2 3-fosfoglicerato → 2 2-fosfoglicerato
    A enzima fosfoglicerato mutase desloca a posição do grupo fosfato no 3-fosfoglicerato para formar 2-fosfoglicerato.
  • Passo 9 - Desidratação: 
    2 2-fosfoglicerato → 2 fosfoenolpiruvato + 2 H2O
    A enzima enolase remove uma molécula de água do 2-fosfoglicerato, formando fosfoenolpiruvato (PEP).
  • Passo 10 - Formação de piruvato e ATP: 
    2 fosfoenolpiruvato + 2 ADP → 2 piruvato + 2 ATP
    A enzima piruvato quinase transfere um grupo fosfato do PEP para o ADP, gerando o produto final piruvato e ATP adicional.

Equação geral

A equação química geral para a glicólise, considerando uma única molécula de glicose, é a seguinte:

C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi → 2 piruvato + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O

Rendimento energético

A glicólise resulta em um ganho líquido de duas moléculas de ATP por molécula de glicose. Quatro moléculas de ATP são produzidas durante a fase de retorno de energia, mas duas são consumidas durante a fase de investimento de energia. Além disso, duas moléculas de NADH são produzidas, que podem ser usadas na cadeia de transporte de elétrons para produzir mais ATP em condições aeróbicas.

Regulação da glicólise

A glicólise é rigidamente regulada para atender às demandas energéticas da célula. As enzimas reguladoras-chave incluem a hexocinase, a fosfofrutoquinase-1 (PFK-1) e a piruvato quinase.

  • Hexocinase: quando sua concentração é alta, ela é inibida por seu produto, glicose-6-fosfato.
  • PFK-1: O ponto de regulação mais importante na glicólise, ativado por AMP e frutose-2,6-bisfosfato, e inibido por ATP e citrato.
  • Piruvato quinase: ativado por frutose-1,6-bisfosfato e inibido por ATP e alanina.

Importância da glicólise

A glicólise é uma via metabólica essencial por várias razões:

  • É a fonte primária de ATP em condições anaeróbicas, como durante exercícios intensos.
  • Intermediários produzidos na glicólise, como gliceraldeído-3-fosfato, fornecem blocos de construção para vias biossintéticas.
  • Piruvato, o produto final da glicólise, pode ser usado em uma variedade de vias metabólicas, incluindo o ciclo do ácido cítrico e a fermentação.

Exemplos e visualizações

Vamos explorar a visualização da via glicolítica usando reações simplificadas para melhorar a compreensão.

Via da glicose ao piruvato:

A seguir, um diagrama de fluxo simplificado de como a glicose é convertida em piruvato na glicólise:

açúcar Glicose 6 Fosfato , Fosfoenolpiruvato Piruvato

Neste diagrama, as setas mostram o fluxo de átomos de carbono ao longo da via glicolítica, da glicose ao piruvato, com intermediários importantes como glicose-6-fosfato e fosfoenolpiruvato visíveis ao longo da via.

Mudanças de energia durante a glicólise:

O gráfico simplificado a seguir mostra as etapas de investimento de energia (uso de ATP) e ganho de energia (geração de ATP) durante a glicólise:

Uso de ATP ATP produzido ATP produzido fluxo de energia

Conclusão

A glicólise é uma via bioquímica vital que desempenha um papel central no metabolismo celular e na produção de energia. Como a principal rota do catabolismo de carboidratos, ela serve para converter glicose em piruvato enquanto colhe energia e gera precursores para outras reações metabólicas. Embora aparentemente simples, a regulação e a integração da glicólise com outras vias metabólicas exemplificam a complexidade e a eficiência da bioquímica celular. Entender a glicólise fornece uma base para compreender como as células metabolizam a energia e respondem às mudanças na demanda energética.


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