04

METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO

DIGESTION Y ABSORCION DE HIDRATOS DE CARBONO

Luz intestinal Superficie celular Enterocito Capilarsanguíneo

Lactosa

AlmidónGlucógeno

Sacarosa

Maltosa MaltotriosaDextrinas límites

Lactasa

a-Glucosidasas

Sacarasa

Galactosa

Glucosa

Fructosa

GlucosaGalactosaFructosa

Adaptado de Devlin TM, “Biochemistry”, 5th edition, A John Wiley and Sons Eds, 2002.

a-Amilasa

GLUCOLISIS

GLUCOLISIS

Glucosa

Glucosa 6-fosfato

Fructosa 6-fosfato

Fructosa 1,6-bisfosfato

DihidroxiacetonaFosfato

2 Gliceraldehído 3-fosfato

2 1,3-Bisfosfoglicerato

2 3-Fosfoglicerato

cgli2eoo -f sarot2 2-Fosfoglicerato

2 Fosfoenolpiruvato

2 Piruvato

ATPATP

ATP

ADP

ADP

+ 2 NAD + 2 Pi

+2 NADH + 2 H

ATP

2 ADP

2 ATP

2 H O2

2 ADP

2 ATP

Hexoquinasa

Fosfoglucoisomerasa

Fosfofructo quinasa

Aldolasa

Triosa fosfato isomerasa

Gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa

Fosfoglicerato quinasa

Fosfoglicerato mutasa

Enolasa

Piruvatoquinasa

------------------------------

--------------------------------

EtapaPreparativa

Etapa de oxidación fosforilante

Etapa de reconversión finaly ganancia de energía

( - ) G 6-P

( + ) AMP , F 2,6 bisP+( - ) ATP , citrato, H

( + ) F 1,6-bisP ( - ) ATP, alanina, Acetil-CoA

Iodoacetato (inhibidor)

Fluoruro (inhibidor)

Glucógeno

Glucosa 1-P

Hexoquinasa

Fosfogluco isomerasa

Fosfofructoquinasa

D-Glucosa D-Glucosa 6-Fosfato D-Fructosa 6-P

2+Mg

ATP ADP

2+Mg

ATP

ADP

D-Fructosa 1,6-bisfosfato

Dihidroxiacetona fosfato

Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa

Aldolasa

Fosfoglicerato- quinasa

2+Mg

3-Fosfoglicerato

ATP ADP1,3-Bisfosfoglicerato

+ +NADH + H NAD Gliceraldehído 3-fosfato

Fosfoglicerato mutasa

Enolasa

Piruvato quinasa

Espontánea Lactatodeshidrogenasa

2-Fosfoglicerato

Fosfoenol- piruvato

(Enol)piruvato

ANAEROBIOSIS

+ +NADH + H NAD

(Ceto)piruvato

L-Lactato

H O2

ADP

ATP

Los átomos de carbono 1 a 3 de la fructosabisfosfato forman dihidroxiacetona fosfato; en tanto que los carbonos 4 a 6 forman gliceraldehído 3-fosfato.

GLUCOLISIS

Fosforilasa

Triosafosfato isomerasa

Adaptado de Murray R., Granner D., Mayes P., Rodwell V., “Bioquímica de Harper”, 15º edición, El Manual Moderno, 2001.

Fructosa 6-fosfato (+)

Fructosa 6-fosfato Fructosa 2,6-bisfosfato

Fructosa 6-fosfato (-)

Enzima bifuncional no fosforilada (actividad quinasa)

Enzima bifuncional fosforilada (actividad fosfatasa)

Bajo nivel de glucosa en sangre

(+)

REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LA ENZIMA BIFUNCIONAL FOSFOFRUCTOQUINASA-2 FRUCTOSA 2,6-BISFOSFATASA

CONTROL DEL METABOLISMO DE LA GLUCOSA POR F 2,6 bisP

G 6-P

F 6-P

Fructosa 1,6- bisfosfatasa

CONTROL DE LA SINTESIS DE F 2,6-bisP

Fosfofructoquinasa-2

Pi Fosfofructo-quinasa-1

-O - P

Fructosa6-fosfato

DHAP + G 3-P

Fructosa 2,6-bisfosfatasa

Fructosa 2,6 -bisfosfato

-OH

F 6-P

ATP

ADP

Pi

H2O

F 6-P

F1,6-bisP

Adaptado de Stryer L., “Bioquímica””, 4º edición, Ed Reverté, 1995.

Adaptado de Matheus, “Biochemistry”, The Benjamin, 1990.

ATP

AMPc

GLUCONEOGENESIS

Glucosa

Glucosa 6-P

Fructosa 6-P

Fructosa 1,6-Bisfosfato

Gliceraldehído 3-P Dihidroxiacetona P

1,3-Bisfosfoglicerato

3-Fosfoglicerato

2-Fosfoglicerato

Fosfoenolpiruvato (PEP)

Piruvato

Oxalacetato

Oxalacetato

Piruvato

GDP + CO2

+NADH + H

+NAD

+NADH + H

+ NAD

+NADH + H

+NAD

+ +NADH + H NAD

ADP

ATP

ADP

ATP

Pi

Pi

Pi

ATP + CO2

ADP + Pi

CICLO DEL ACIDO CITRICO

H O2

H O2

Glucosa 6-fosfatasa

Fructosa 1,6-bisfosfatasa

Glicerol 3-fosfato deshidrogenasa

Glicerolquinasa

Glicerol 3-P

Glicerol

Lactato

GTP

Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa

Piruvato carboxilasa

Malato Malato

Fumarato Succinil-CoA Propionato

Lactato deshidrogenasa

Vías principales de gluconeogénesis en el hígado. Los puntos de entrada de aminoácidos glucogénicos después de la transaminación se indican con el símbolo O. Las enzimas claves se indican con doble recuadro.

.a -Cetoglutarato

+ NADH + H

+NAD

+2Mg

Adaptado de Murray R., Granner D., Mayes P., Rodwell V., “Bioquímica de Harper”, 15º edición, El Manual Moderno, 2001.

Citosol

Mitocondria

PEP

Retículoendoplasmático

Fructosa 1,6-bisP

(-) ATP (-) Citrato (+) AMP (+) F 2,6-bisP

1,3-Bisfosfoglicerato

(+) F 1,6-bisP(-) ATP (-) Acetil-CoA (-) Alanina

(-) AMP (-) F 2,6-bisP

CICLO DE LAS PENTOSAS

Glucosa 6-fosfato 6-Fosfogluconolactona 6-Fosfogluconato

Ribulosa 5-fosfato

Ribulosa 5-fosfato Enediol

Isomerasa

Ribosa 5-fosfato

Ribulosa 5-fosfato Xilulosa 5-fosfato

Segunda fase

Primera fase

Lactonasa

+NADP +NADPH + H

CO 2

+NADP +NADPH + H H O2

Epimerasa

+H

6-Fosfogluconato

Deshidrogenasa

Deshidrogenasa

HC - OH HC - OH

HOCH

HC - OH

HC

CH - O - P2

C = O

HC - OH

HOCH

HCOH

HC

Ch - O - P2

O O

O

- C - O

HC - OH

HOCH

HC - OH

HC - OH

CH - O - P2

CH - OH2

C = O

HC - OH

HC - OH

CH - O- P2

O

- C - O

HC - OH

HO - CH

HC -OH

HC - OH

CH - O- P2

Ch - OH2

C = O

HC - OH

HC - OH

CH - O - P2

HC - OH

C - OH

HC - OH

HC - OH

CH - O - P2

CH = O

HC - OH

HC - OH

HC - OH

CH - O - P2

Ch - OH2

C = O

HC - OH

HC - OH

CH - O - P2

CH - OH2

C = O

HO - CH

HC - OH

CH - O - P2

Tercera Fase

Transcetolasa:Transaldolasa:Transcetolasa:

Rendimiento final:

Xilulosa 5-P Ribosa 5-P Seudoheptulosa 7-P Gliceraldehído 3-P

Transcetolasa

Transaldolasa

Seudoheptulosa 7-P Gliceraldehído 3-P Fructosa 6-P Eritrosa 4-P

Transcetolasa

Eritrosa 4-P Fructosa 6-PXilulosa 5-P Gliceraldehído 3·-P

C + C = C + C5 5 3 7

C + C = C + C7 3 4 6

C + C = C + C5 4 3 6

3 C = C + 2 C5 3 6

CH OH2

C - O

HOCH

HCOH

H CO - P2

CHO

HCOH

HCOH

HCOH

H CO - P2

CH OH2

C = O

HOCH

HCOH

HCOH + CHO

HCOH HCOH

H CO - P H CO - P2 2

CH OH2

C = O

HOCH

HCOH

HCOH + CHO

HCOH HCOH

H CO P H CO P2 2

CH OH2

C = O

HOCH CHO

HCOH + HCOH

HCOH HCOH

H2 CO - P H CO - P2

CH OH2

C = O CHO

HOCH + HCOH

HCOH HCOH

H CO - P H CO - P2 2

CH OH2

C = O

HOCH

HCOH + CHO

HCOH HCOH

H CO - P H CO - P2 2

R 5-P + 2 Xu 5-P « 2 F 6-P + G 3-P

La suma de estás tres reacciones sería:

CICLO DE LAS PENTOSAS

Glucosa 6-P

NADP

NADPH

6- Fosfogluconato

Ribulosa 5-P

Epimerasa

Xilulosa 5-P Ribosa 5-P

Deshidrogenasa

NADPHDeshidrogenasa

Sedoheptulosa 7-P

Transcetolasa

Transaldolasa

Fructosa 6-P

Glucosa 6-PGlucosa 6-P

6- Fosfogluconato 6- Fosfogluconato

NADPNADP

NADPHNADPH

NADP NADP

NADPH NADPH

NADP+

Ribulosa 5-PRibulosa 5-P

CO2 CO2CO2

Xilulosa 5-P

Eritrosa 4-P

Fructosa 6-P Gliceraldehído 3

Transcetolasa

Isomerasa Epimerasa

DIAGRAMA DE FLUJO DEL CICLO DE LAS PENTOSAS

Deshidrogenasa

Deshidrogenasa

Transcetolasa

Transaldolasa

Transcetolasa

Seudoheptulosa 7-P

Xilulosa 5-PP

P-

Gliceraldehído 3 P-

Fases

a1

a2

a3

GLUCOGENOLISIS

En hígado:

En músculo:

a -1,6- Glucosidasa

Glucosa libre

Transferasa

Fosforilasa

Glucogeno (n) + Pi Glucogeno (n-1) + G 1-P Fosforilasa

G 1-P G 6-P Fosfoglucomutasa

G 6-P + H O Glucosa + Pi2

Glucosa 6 fosfatasa

G 6-P Piruvato Anaerobiosis Lactato Vía Glucolítica Aerobiosis CO + H O2 2

Adaptado de Stryer L., “Bioquímica””, 4º edición, Ed Reverté, 1995.

ESQUEMA DE LA FOSFORILASA

Centro activo

Centro de uniónal glucógeno

Centro de unión de nucleótidos

Centro de unión de nucleótidos

Centro de unión depiridoxal fosfato

Centro activo

Centro de uniónal glucógeno

Centro de unión depiridoxal fosfato

Fosforilasa b

Fosforilasa aFosforilasa

quinasa

Fosfatasa

Fosforilasa b(Forma R activa)

Fosforilasa b(Forma T inactiva)

Fosforilasa a(forma T inactiva)

Fosforilasa a(forma R activa)

ATPGlucosa 6-fosfato

AMP

Control de la fosforilasa en músculo esquelético: la enzima puede adoptar una conformación T(tensa: inactiva) o R (relajada: activa). El equilibrio entre R y T de la fosforilasa a esta desplazado hacia la forma R (activa). En cambio la fosforilasa b está principalmente en la forma T a menos que el nivel de AMP(efector positivo) sea elevado y los niveles de ATP y G 6-P (efectores negativos) sean bajos.

Centro desimetría

ATP ADP + H+

Ser Ser O PO3

2-

2 ATP 2 ADP

OHOH

2 Pi 2H O2

Adaptado de Rawn J., “Bioquímica”. Ed. Patterson (1989)

Adaptado de Stryer L., “Bioquímica””, 4º edición, Ed Reverté, 1995.

REGULACION DE LA ENZIMA EN MUSCULO ESQUELETICO

Fosforilasa b quinasa

GLUCOGENOGENESIS

G 1-P + UTP UDP-Glucosa + P~P

P~P + H O2 2 Pi

UDP-Glucosa + Glucogeno (n) UDP + Glucogeno (n+1)

UDP + ATP UTP + ADP

ACCION DE LA ENZIMA RAMIFICANTE

Pirofosforilasa

Pirofosfatasa

Glucógeno Sintasa

Di-fosfoquinasa

Glucosa Hexoquinasa G 6-P

G 6-P G 1-P

ATP ADP

Fosfoglucomutasa

E. Ramificante