Quando
é adicionado a uma suspensão de células crescendo em anaerobiose e, portanto, com alto consumo de glucose, a velocidade de consumo desse monossacarídeo cai dramaticamente na medida em que
é consumido. Outro fato é que a acumulação de lactato pára na medida em que a cultura passa para aerobiose. Esses efeitos, observados primeiramente por Louis Pasteur na década de 1860 são característicos de células capazes de crescer tanto em anaerobiose como em aerobiose. Como o consumo de
influencia as enzimas controladoras do ciclo da glicólise?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre como a presença de oxigênio (
) afeta o consumo de glicose e a produção de lactato em células que podem crescer tanto com ou sem oxigênio (aerobiose e anaerobiose). Vamos precisar entender um pouco sobre o ciclo da glicólise e como certas enzimas são controladas por essa presença de oxigênio para resolver essa questão.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a glicólise é o processo pelo qual a glicose é quebrada para produzir energia na forma de ATP. Esse processo ocorre no citoplasma das células e não depende de oxigênio, funcionando tanto em condições aeróbicas quanto anaeróbicas.
Passo 3
Em condições anaeróbicas (sem oxigênio), as células usam a glicólise para produzir ATP e convertem o pyruvate em lactato. Isso ocorre porque o oxigênio é necessário para reoxidar o NADH a NAD+, que é essencial para continuar a glicólise. Sem oxigênio, o acúmulo de NADH leva à produção de lactato para regenerar o NAD+.
Passo 4
Quando o oxigênio é disponibilizado (aerobiose), as células passam a usá-lo para a fosforilação oxidativa nas mitocôndrias, reoxidando o NADH a NAD+ diretamente através da cadeia de transporte de elétrons. Isso reduz a necessidade de converter pyruvate em lactato, diminuindo a acumulação de lactato.
Passo 5
Agora, como o consumo de
influencia as enzimas controladoras da glicólise? As principais enzimas reguladoras da glicólise são a hexoquinase, a fosfofrutoquinase (PFK) e a piruvato quinase. A presença de oxigênio afeta principalmente a PFK.
Passo 6
A fosfofrutoquinase é a enzima chave que controla a velocidade da glicólise. Ela é ativada por níveis altos de ATP (indicando que a célula tem energia suficiente) e inibida por níveis altos de ADP e AMP (indicando necessidade de mais energia). Além disso, a presença de
reduz a produção de lactato, diminuindo a regeneração de NAD+, o que afeta indiretamente a atividade da PFK.
Passo 7
Com a disponibilidade de oxigênio, a célula prefere a fosforilação oxidativa para gerar ATP de forma mais eficiente. Isso diminui a dependência da glicólise para produção de ATP, levando a uma redução na atividade da PFK, já que a necessidade de acelerar a glicólise diminui.
Resposta
O consumo de
reduz a atividade da enzima fosfofrutoquinase no ciclo da glicólise, diminuindo a taxa de consumo de glicose quando o oxigênio está sendo utilizado para a produção de ATP através da fosforilação oxidativa.