Acoplamento de reações para a criação de glicose-6-fosfato

RKA7JV - É super valioso para os sistemas biológicos ser capaz de levar uma molécula de glicose para dentro da célula e poder fosforilá-la. E a vantagem disso é que, ao fosforilá-la, é mais difícil a molécula da glicose-6-fosfato sair do interior da célula. Esse processo só acontece a partir do encadeamento de reações dentro de uma célula. E esse é o objetivo desse vídeo, demonstrar o processo de encadeamento de duas reações com a formação da glicose-6-fosfato. A célula quer armazenar o maior número de moléculas de glicose que ela pode. Quando a glicose não está fosforilada, ela é capaz de passar pela membrana celular e, assim, a célula perderia. Mas, uma vez que recebe esse grupo fosfato, ela não é mais capaz de passar pela membrana celular e fica retida na célula. E essa molécula aqui é muito importante para uma série de eventos intracelulares. Mas essa reação de fosforilar a glicose é uma reação que requer energia. Ela é uma reação endergônica. Ela tem um ΔG positivo. Ela vai precisar de energia e, como nós já falamos, a energia da célula é o bom e velho ATP, que está demonstrado aqui. Então, o que vai acontecer? Acontece que haverá uma reação de hidrólise do ATP com a liberação desse grupo fosfato aqui. Embora não exista exatamente uma molécula de água nessa reação, é um processo de hidrólise que vai acontecer. Energeticamente, essa reação é muito favorável à formação da glicose-6-fosfato, pois ela é uma reação exergônica, como nós já falamos. É uma reação exergônica com a liberação de 30,5 quilojoules por mol de energia. Ela não vai acontecer apenas em soluções. Nas situações ideais, dentro de uma célula, essa reação aqui acontece. E vai produzir a glicose-6-fosfato mais o ADP. Então, o que nós podemos fazer é parear essas duas reações e o que nós veremos é que haverá ATP mais glicose, e vão resultar em glicose-6-fosfato mais ADP. Energeticamente, nós podemos fazer a mesma coisa, somar essas duas energias. O que nós teremos é um ΔG de -30,5 quilojoules por mol, mais 13,8 quilojoules por mol, e teremos um ΔG de -16,7 kJ/mol. Então, essa reação aqui será exergônica, vai acontecer espontaneamente. Ela não terá uma liberação de energia tão grande quanto a reação de hidrólise, mas, ainda assim, há liberação de energia. Agora que nós já vimos como ela acontece, vamos olhar para o mecanismo dessa reação. Esse par de elétrons aqui fará um ataque nucleofílico ao grupo fosfato. Deixe-me indicá-lo para você. Então, este par de elétrons fará um ataque nucleofílico ao fósforo desse grupo fosfato. Mas, como já falamos no vídeo sobre a hidrólise do ATP, para que isso aconteça é necessária uma enzima chamada, genericamente, de hexoquinase. A hexoquinase estará ligada à íons magnésio que atrairão, então, os elétrons desses oxigênios aqui, e, assim, vão tornar possível que esses elétrons da glicose façam esse ataque nucleofílico ao fosfato do ATP. Ao haver a quebra, o que acontecerá após a quebra desse grupo fosfato é que os elétrons retornarão a esse oxigênio, resultando nessa carga negativa do ADP. Ao final da reação, nós teremos: glicose-6-fosfato, mais ADP. Agora, você pode ter reparado que havia um hidrogênio aqui, e que esse hidrogênio não está aqui. O que acontece, geralmente, é que uma molécula de água acaba sequestrando esse hidrogênio, e sobra só a molécula de glicose-6-fosfato. Espero que eu tenha lhe dado uma noção de como acontece o encadeamento de reações e de como o ATP é importante nesse processo. Além de sinalizar a importância de enzimas nas reações, como essa aqui, a hexoquinase, com a formação da glicose-6-fosfato.