METBOLISMO PRIMARIO Bioquímica Aplicada
1Metabolismo Primario97-2003 (2)
Nov 08, 2014
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METBOLISMO PRIMARIO
Bioquiacutemica Aplicada
bull Los ingenieros debemos ver la ceacutelula como un micro-reactor
bull METABOLISMO Es el conjunto de procesos por los cuales
una cegravelula obtiene la energiacutea y los nutrientes que necesita para vivir y reproducirse
METABOLISMO MICROBIANO
Tipos de metabolismobull metabolismo primario Implica producir la energiacutea y nuevas moleacuteculas
que necesita para sus acciones vitales de supervivencia y reproduccioacuten
bull metabolismo secundario La formacioacuten de productos es consecuencia de
una serie de reacciones internas que la ceacutelula realiza como una forma de defensa contra condiciones adversas
BASES DEL METABOLISMO PRIMARIO
bull La ceacutelula es mucho maacutes que un simple reactor por que tiene la particularidad de generar su propia energiacutea y al mismo tiempo de reproducirse a gran velocidad (aproximadamente cada 20 minutos en bacterias como E coli)
bull Toda ceacutelula viva en general y la ceacutelula microbiana en particular deben realizar entre otras las siguientes funcionesndash Asimilacioacuten de nutrientes y excrecioacuten de los productos
metaboacutelicosndash Desdoblamiento de moleacuteculas grandes y siacutentesis de los
componentes celulares (proteiacutenas liacutepidos nucleoacutetidos etc)ndash Movimientos contracciones y otras funciones fiacutesicas propias
de cada tipo de ceacutelulandash Reproduccioacuten
FASES DEL METABOLISMObull ANABOLISMO Formacioacuten o siacutentesis de compuestos quiacutemicos
(Biosiacutentesis)
bull CATABOLISMO Degradacioacuten o descomposicioacuten de compuestos
PRINCIPIOS DE BIOENERGETICAbull Bioenergeacutetica o termodinaacutemica
bioquiacutemicabull Procesos endergoacutenicos se manifiestan durante los procesos
anaboacutelicos requieren que se le antildeada energiacutea a los reactivos (sustratos o combustibles metaboacutelicos
bull Procesos exergoacutenicos se libera energiacutea como resultado de
los procesos quiacutemicos (ej el catabolismo de macromoleacuteculas)
bull Las reacciones endergoacutenicas se llevan a cabo con la energiacutea liberada por las reacciones exergoacutenicas
Acople catabolismo-anabolismo
PRODUCTOS PRECURSORES
CALOR
FUENTES DE ENERGIacuteA
MOVIMIENTO
OSMOSIS
CATA
BOLIS
MO
ANAB
OLISM
O
ATP
ADP
TRANSPORTADORES DE ENERGIacuteAbull La energiacutea en la celula se transporta como energiacutea
quiacutemica (ATP)
Estructura del ATP
Forma simplificada ATP
bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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bull Los ingenieros debemos ver la ceacutelula como un micro-reactor
bull METABOLISMO Es el conjunto de procesos por los cuales
una cegravelula obtiene la energiacutea y los nutrientes que necesita para vivir y reproducirse
METABOLISMO MICROBIANO
Tipos de metabolismobull metabolismo primario Implica producir la energiacutea y nuevas moleacuteculas
que necesita para sus acciones vitales de supervivencia y reproduccioacuten
bull metabolismo secundario La formacioacuten de productos es consecuencia de
una serie de reacciones internas que la ceacutelula realiza como una forma de defensa contra condiciones adversas
BASES DEL METABOLISMO PRIMARIO
bull La ceacutelula es mucho maacutes que un simple reactor por que tiene la particularidad de generar su propia energiacutea y al mismo tiempo de reproducirse a gran velocidad (aproximadamente cada 20 minutos en bacterias como E coli)
bull Toda ceacutelula viva en general y la ceacutelula microbiana en particular deben realizar entre otras las siguientes funcionesndash Asimilacioacuten de nutrientes y excrecioacuten de los productos
metaboacutelicosndash Desdoblamiento de moleacuteculas grandes y siacutentesis de los
componentes celulares (proteiacutenas liacutepidos nucleoacutetidos etc)ndash Movimientos contracciones y otras funciones fiacutesicas propias
de cada tipo de ceacutelulandash Reproduccioacuten
FASES DEL METABOLISMObull ANABOLISMO Formacioacuten o siacutentesis de compuestos quiacutemicos
(Biosiacutentesis)
bull CATABOLISMO Degradacioacuten o descomposicioacuten de compuestos
PRINCIPIOS DE BIOENERGETICAbull Bioenergeacutetica o termodinaacutemica
bioquiacutemicabull Procesos endergoacutenicos se manifiestan durante los procesos
anaboacutelicos requieren que se le antildeada energiacutea a los reactivos (sustratos o combustibles metaboacutelicos
bull Procesos exergoacutenicos se libera energiacutea como resultado de
los procesos quiacutemicos (ej el catabolismo de macromoleacuteculas)
bull Las reacciones endergoacutenicas se llevan a cabo con la energiacutea liberada por las reacciones exergoacutenicas
Acople catabolismo-anabolismo
PRODUCTOS PRECURSORES
CALOR
FUENTES DE ENERGIacuteA
MOVIMIENTO
OSMOSIS
CATA
BOLIS
MO
ANAB
OLISM
O
ATP
ADP
TRANSPORTADORES DE ENERGIacuteAbull La energiacutea en la celula se transporta como energiacutea
quiacutemica (ATP)
Estructura del ATP
Forma simplificada ATP
bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Tipos de metabolismobull metabolismo primario Implica producir la energiacutea y nuevas moleacuteculas
que necesita para sus acciones vitales de supervivencia y reproduccioacuten
bull metabolismo secundario La formacioacuten de productos es consecuencia de
una serie de reacciones internas que la ceacutelula realiza como una forma de defensa contra condiciones adversas
BASES DEL METABOLISMO PRIMARIO
bull La ceacutelula es mucho maacutes que un simple reactor por que tiene la particularidad de generar su propia energiacutea y al mismo tiempo de reproducirse a gran velocidad (aproximadamente cada 20 minutos en bacterias como E coli)
bull Toda ceacutelula viva en general y la ceacutelula microbiana en particular deben realizar entre otras las siguientes funcionesndash Asimilacioacuten de nutrientes y excrecioacuten de los productos
metaboacutelicosndash Desdoblamiento de moleacuteculas grandes y siacutentesis de los
componentes celulares (proteiacutenas liacutepidos nucleoacutetidos etc)ndash Movimientos contracciones y otras funciones fiacutesicas propias
de cada tipo de ceacutelulandash Reproduccioacuten
FASES DEL METABOLISMObull ANABOLISMO Formacioacuten o siacutentesis de compuestos quiacutemicos
(Biosiacutentesis)
bull CATABOLISMO Degradacioacuten o descomposicioacuten de compuestos
PRINCIPIOS DE BIOENERGETICAbull Bioenergeacutetica o termodinaacutemica
bioquiacutemicabull Procesos endergoacutenicos se manifiestan durante los procesos
anaboacutelicos requieren que se le antildeada energiacutea a los reactivos (sustratos o combustibles metaboacutelicos
bull Procesos exergoacutenicos se libera energiacutea como resultado de
los procesos quiacutemicos (ej el catabolismo de macromoleacuteculas)
bull Las reacciones endergoacutenicas se llevan a cabo con la energiacutea liberada por las reacciones exergoacutenicas
Acople catabolismo-anabolismo
PRODUCTOS PRECURSORES
CALOR
FUENTES DE ENERGIacuteA
MOVIMIENTO
OSMOSIS
CATA
BOLIS
MO
ANAB
OLISM
O
ATP
ADP
TRANSPORTADORES DE ENERGIacuteAbull La energiacutea en la celula se transporta como energiacutea
quiacutemica (ATP)
Estructura del ATP
Forma simplificada ATP
bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
BASES DEL METABOLISMO PRIMARIO
bull La ceacutelula es mucho maacutes que un simple reactor por que tiene la particularidad de generar su propia energiacutea y al mismo tiempo de reproducirse a gran velocidad (aproximadamente cada 20 minutos en bacterias como E coli)
bull Toda ceacutelula viva en general y la ceacutelula microbiana en particular deben realizar entre otras las siguientes funcionesndash Asimilacioacuten de nutrientes y excrecioacuten de los productos
metaboacutelicosndash Desdoblamiento de moleacuteculas grandes y siacutentesis de los
componentes celulares (proteiacutenas liacutepidos nucleoacutetidos etc)ndash Movimientos contracciones y otras funciones fiacutesicas propias
de cada tipo de ceacutelulandash Reproduccioacuten
FASES DEL METABOLISMObull ANABOLISMO Formacioacuten o siacutentesis de compuestos quiacutemicos
(Biosiacutentesis)
bull CATABOLISMO Degradacioacuten o descomposicioacuten de compuestos
PRINCIPIOS DE BIOENERGETICAbull Bioenergeacutetica o termodinaacutemica
bioquiacutemicabull Procesos endergoacutenicos se manifiestan durante los procesos
anaboacutelicos requieren que se le antildeada energiacutea a los reactivos (sustratos o combustibles metaboacutelicos
bull Procesos exergoacutenicos se libera energiacutea como resultado de
los procesos quiacutemicos (ej el catabolismo de macromoleacuteculas)
bull Las reacciones endergoacutenicas se llevan a cabo con la energiacutea liberada por las reacciones exergoacutenicas
Acople catabolismo-anabolismo
PRODUCTOS PRECURSORES
CALOR
FUENTES DE ENERGIacuteA
MOVIMIENTO
OSMOSIS
CATA
BOLIS
MO
ANAB
OLISM
O
ATP
ADP
TRANSPORTADORES DE ENERGIacuteAbull La energiacutea en la celula se transporta como energiacutea
quiacutemica (ATP)
Estructura del ATP
Forma simplificada ATP
bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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FASES DEL METABOLISMObull ANABOLISMO Formacioacuten o siacutentesis de compuestos quiacutemicos
(Biosiacutentesis)
bull CATABOLISMO Degradacioacuten o descomposicioacuten de compuestos
PRINCIPIOS DE BIOENERGETICAbull Bioenergeacutetica o termodinaacutemica
bioquiacutemicabull Procesos endergoacutenicos se manifiestan durante los procesos
anaboacutelicos requieren que se le antildeada energiacutea a los reactivos (sustratos o combustibles metaboacutelicos
bull Procesos exergoacutenicos se libera energiacutea como resultado de
los procesos quiacutemicos (ej el catabolismo de macromoleacuteculas)
bull Las reacciones endergoacutenicas se llevan a cabo con la energiacutea liberada por las reacciones exergoacutenicas
Acople catabolismo-anabolismo
PRODUCTOS PRECURSORES
CALOR
FUENTES DE ENERGIacuteA
MOVIMIENTO
OSMOSIS
CATA
BOLIS
MO
ANAB
OLISM
O
ATP
ADP
TRANSPORTADORES DE ENERGIacuteAbull La energiacutea en la celula se transporta como energiacutea
quiacutemica (ATP)
Estructura del ATP
Forma simplificada ATP
bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
PRINCIPIOS DE BIOENERGETICAbull Bioenergeacutetica o termodinaacutemica
bioquiacutemicabull Procesos endergoacutenicos se manifiestan durante los procesos
anaboacutelicos requieren que se le antildeada energiacutea a los reactivos (sustratos o combustibles metaboacutelicos
bull Procesos exergoacutenicos se libera energiacutea como resultado de
los procesos quiacutemicos (ej el catabolismo de macromoleacuteculas)
bull Las reacciones endergoacutenicas se llevan a cabo con la energiacutea liberada por las reacciones exergoacutenicas
Acople catabolismo-anabolismo
PRODUCTOS PRECURSORES
CALOR
FUENTES DE ENERGIacuteA
MOVIMIENTO
OSMOSIS
CATA
BOLIS
MO
ANAB
OLISM
O
ATP
ADP
TRANSPORTADORES DE ENERGIacuteAbull La energiacutea en la celula se transporta como energiacutea
quiacutemica (ATP)
Estructura del ATP
Forma simplificada ATP
bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Acople catabolismo-anabolismo
PRODUCTOS PRECURSORES
CALOR
FUENTES DE ENERGIacuteA
MOVIMIENTO
OSMOSIS
CATA
BOLIS
MO
ANAB
OLISM
O
ATP
ADP
TRANSPORTADORES DE ENERGIacuteAbull La energiacutea en la celula se transporta como energiacutea
quiacutemica (ATP)
Estructura del ATP
Forma simplificada ATP
bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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TRANSPORTADORES DE ENERGIacuteAbull La energiacutea en la celula se transporta como energiacutea
quiacutemica (ATP)
Estructura del ATP
Forma simplificada ATP
bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Estructura del ATP
Forma simplificada ATP
bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Forma simplificada ATP
bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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bull Compuestos ricos en energiacutea Compuestos ricos en energiacutea Adenosina triAdenosina trifosfatofosfato ( ATP ) ( ATP ) Guanosina triGuanosina trifosfatofosfato ( GTP ) ( GTP ) Acetil Acetil fosfatofosfato Aacutecido 13-diAacutecido 13-difosfofosfogliceacuteridogliceacuterido Aacutecido Aacutecido fosfofosfoenolpiruacutevico ( PEP )enolpiruacutevico ( PEP )
COMPUESTOS RICOS EN ENERGIacuteA
El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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El ATP Y EL TRANSPORTE DE ENERGIacuteA
bull Ciertas coenzimas como el ATP transportan energiacutea desde los procesos exergoacutenicos a los endergoacute-nicos endergoacutenica
exergoacutenica
TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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TRANSPORTE DE ELECTRONESbullMuchos procesos quiacutemicos celulares de gran importancia fotosiacutentesis respiracioacuten celular etc son procesos de oxidacioacuten-reduccioacuten
bullAsiacute por ejemplo la glucosa se oxida al perder electrones en la respiracioacuten celular mientras que el oxiacutegeno los capta y se reduce
Ciertas coenzimas actuacutean transportando estos electrones desde las sustancias que se oxidan a las que se reducen los transportadores de electrones
TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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TRANSPORTE DE NUTRIENTES
bull Sucede a traveacutes de la membrana celularbull Los liacutepidos restringen el paso de sustancias
solubles en agua (polares)bull El agua es una excepcioacuten por tener un
pequentildeo volumen molecular
MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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MEMBRANA CELULAR
Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Tipos de transportebull Difusioacuten pasiva
bull Mecanismos de transportendashDifusioacuten facilitadandashTransporte activo (cambio
conformacional translocacioacuten de grupos)
Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Difusioacuten
Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Transporte activo
Requiere gasto de energiacutea para transportar la moleacutecula de un lado al otro de la membrana
Ocurre contra el gradiente de concentracioacuten
La ceacutelula utiliza ATP como fuente de energiacutea
Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Mecanismo de cambio conformacional
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
FUENTES DE MATERIA Y ENERGIA
bull Seguacuten las fuentes de carbono y de energiacutea pueden ser
Por fuentes de carbonobull Autoacutetrofos Fuente de C el CO2bull Heteroacutetrofos Moleacuteculas carbonadas complejas
Por fuentes de energiacuteabull Fotoacutetrofos Fuente de E la luzbull Quimioacutetrofos Fuente de E quiacutemica Descomposicioacuten de
moleacuteculas reducidas
Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Combinaciones bull Los quimiolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos y carbono de la fijacioacuten del CO2 Ejemplos bacterias nitrificantes bacterias oxidantes del azufre bacterias oxidantes del hierroetc
bull Los fotolitoautoacutetrofos obtienen energiacutea de la luz y carbono de la fijacioacuten
del CO2 usando compuestos inorgaacutenicos como equivalentes reductores Ejemplos Cyanobacteria (agua como equivalente reductor) Chlorobiaceae Chromaticaceae (sulfuro de
hidroacutegeno)
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
- Slide 1
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-
Combinaciones
bull Los quimiolitoheteroacutetrofos obtienen energiacutea de la oxidacioacuten de compuestos
inorgaacutenicos pero no pueden fijar CO2 Ejplo algunos Nitrobacter spp Wolinella (con hidroacutegeno como equivalente reductor) algunas bacterias oxidantes del hidroacutegeno
bull Los fotoorganotroacutefos
obtienen energiacutea de la luz y el carbono y los
equivalentes reductores de compuestos orgaacutenicos
Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Clasificacioacuten seguacuten la obtencioacuten de energiacutea y materia
ENERGIacuteA MATERIA
Fotolitotrofos de la luz sustancias inorgaacutenicaslas plantas verdes
Fotoorganotrofos de la luz sustancias orgaacutenicasbacterias purpuacutereas
Quimiolitotrofos oquimiosinteacuteticos
procesos quiacutemicos Sustancias inorgaacutenicasbacterias feacuterricassulfurosas nitrificantes y nitrosificantes
Quimioorganotrofos procesos quiacutemicos sustancias orgaacutenicaslos animales y los hongos
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
I CATABOLISMO QUIMIOHETEROTROFO
bull Sustratos glucosa liacutepidos proteiacutenasbull Cuando degrada sustratos orgaacutenicos (organoacutetrofos)
utiliza diferentes rutas como ndash glicoacutelisis ndash viacutea pentosa fosfato ndash viacutea hexosamonofosfato (de Warbur-Dickens) oacutendash viacutea de Entner-Duodoroff
bull Seguacuten el aceptor final de electrones Puede serndash Fermentacioacutenndash Respiracioacuten aerobio no aerobio
Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Viacuteas Viacuteas Metaboacutelicas Metaboacutelicas de Glucosade Glucosa
Se transforma a Provato δ Lactato
GLICOLISIS
Siacutentesis de glucoacutegeno
GLUCOGENESIS
Degradacioacuten de glucoacutegeno
GLUCOGENOLISIS
Siacutentesis de glucosa
GLUCONEOGENESIS
Viacutea pentosa fosfato
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
GLICOacuteLISISGLICOacuteLISIS
Viacutea principal de utilizacioacuten de la glucosa
El metabolismo de Glu se interrelaciona con el metabolismo de liacutepidos y proteiacutenas
Conjunto de Px Quiacutemicos
Glucosa
Glucosa
Piruvato
Lactato
aerobias
anaerobia
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
11 GLICOLISISbull Esta ruta presenta las siguientes caracteriacutesticas
- Se lleva a cabo en el citosol
- Se da en todas las ceacutelulas
- No requiere de oxiacutegeno (Ruta anaeroacutebica)
- Todos los intermediarios entre glucosa y piruvato estaacuten fosforilados
- Se lleva a cabo en 10 pasos (hasta piruvato) cada uno catalizado por una enzima diferente
- Tiene un rendimiento neto de 2 ATP
GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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GLICOLISISENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa 6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
1
2
4
3
6
5
8
7
10
9
ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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ENZIMAS1 Hexoquinasa2 Glucosa fosfato isomerasa3 Fosfofructoquinasa4 Aldolasa5 Triosa fosfato isomerasa
GLICOLISISFASE I 1
2
3
5
4
GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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GLICOLISISFASE II
ENZIMAS6 Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa7 3 fosfoglicerato quinasa8 Mutasa9 Enolasa 10 Piruvato quinasa
6
7
8
9
10
ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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ATP ADP+Pi
GlucosaMg+2
Hexoquinasa
En hiacutegado es una enzima muy activa fosforila en posicioacuten 6 a la glucosa es una enzima universal de organismos vivos Requiere ATP y Mg+2 y trabaja a conc Bajas de glucosa
VIA GLICOLITICA
bull Funciona en todos los organismos vivos animales y vegetales eucarioticos y procarioticos
bull Todas las enzimas estaacuten en el Citosol
Glicolisis 1mol Glucosa 2ml Ac laacutectico
bull Todas las Isoenzimas requieren Mg
bull La fosferilzacioacuten de Glu es irreversible
Inhibidor Complejo Fluoruro Fosfato unido al Mg
Enolasa
Tiene el mayor potencial energeacutetico de todos los componentes tiene enlace fosfato de alta energiacutea
Este Proceso ocurre 2 veces
Inhibidores-Arseniato-Hg-Ac Monoico Aceacutetico
Difosfogli-ceroquinasa
Gliceraldebido 3-P deshidrogenasa
PDi OHA
Glu-6-P
Mg+2
Fosfogluco-lisomerasa
ltahora si es sustratogt
P Fru-6- PMg+2
Fru-16 Bi P
ATP ADP
VIacuteA FOSFOGLUCONATO
Viacutea alternativa
Produce ribosa-5-Fosfato para siacutentesis de Ac Nucleicos Muchos azuacutecares con carbonos ne 6 (triosas pentosas heptosas) brindan la oportunidad de dar energiacutea y convertirse luego en gliceraldehido o fru-6- P Esta ruta propicia la formacioacuten de NADPH2 agentes reductores maacutes importantes de la ceacutelula siacutentesis de colesterol hormonas hellip
Permite la particioacuten forma triosas fosfato
AldolasaEnzima limitante de la Velc Viacutea Glicoli
Fructo-6-Fosfato quinasa
Triosa Fosfato isomerasaGA 3 P
1 Glu 2(GA3 P]
Es el uacutenico que continua la viacutea metaboacutelica
Oxidacioacuten y fosforilasa del GA3 P
Fosfoglicero-mutasa
3P GliceratoAc 3PG
Mg+2
2 PG GliceratoAc 2PG
Mg+2
H2O
Mg+2
13 DP GliceratoAc 13 DPG
ATP
Fosforizacioacuten a nivel del sustrato
NADH2
NAD+
APD
Ac Fosfoenol PiruvicoFosfoenol Piruvato
Piruvato Quinasa
ADP ATP
Mg+2 MnNADH2
NAD+
Ac PiruvicoPiruvato
Rx de Fosforilacioacuten a Nivel del Sustrato M
ITO
CO
ND
RIA
C Krebs
LactatoAc Laacutectico
Pasa a la sangre hiacutegado y es captado donde es
convertido a glucosa Gluconeo-geacutenesis
Es la 1ra Rx viacutea Glicoliacutetica donde se forma ATP
a pH 73 fisioloacutegico estaacuten ionizados
Se denominan Sales
Pi
Mg+2
Deshidroge-nasa laacutectica
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
- Slide 1
- Slide 2
- Slide 3
- Slide 4
- Slide 5
- Slide 6
- Slide 7
- Slide 8
- Slide 9
- Slide 10
- Slide 11
- Slide 12
- Slide 13
- Slide 14
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- Slide 16
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- Slide 20
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- Slide 22
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- Slide 27
- Slide 28
- Slide 29
- Slide 30
- Slide 31
- Slide 32
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- Slide 35
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- Slide 70
- Slide 71
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-
MITOCONDRIA
Ac Fosfoerol Piruacutevico
Piruvato Quinasa
Ac Piruacutevico Piruvato
ADP ATP
hellipNAD+
hellipNADH2
Ac Laacutectico
Deshidrogenasa Laacutectica
Reduccioacuten piruvato a Lactato es en escasa conc O2 permite a la Glicoacutelisis seguir funcionando
Piruvato deshidrogenasa
COOH
C=0
CH3
piruvato
Descarboxilacioacuten oxidativa del Piruvato
Acetil coenzima A
CICLO DE KREBS
NAD NADH2
HSGA CO2
H3CO-CO N SCoA
ldquoSi NADH2 no fuera reoxidado la glicoacutelisis anaerobia podriacutea de tenerse cuando todo NAD existente en el citosol se hubiese reducidordquo
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
Rendimiento Energeacutetico Viacutea Glicoliacutetica
Glu
Viacutea glicoliacutetica4 ATP
generado
2 ATP
2 ATP
Fosfogliceroquinasa
Piruvato quinasa
Ac Fosfoenol piruacutevico
Ac Piruacutevico
Se consumen 2 ATPFosforilar glucosa
Fosforilar Fruc - 6 P
Rendimiento Neto ATP en Glicolisis = 2 ATP
Ac 1 3 DPG Ac 3 PG
Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Proc Exergoacutenico Glu 2 Lactatos AGordm = - 47 Kcalmol
Proc Endergoacutenico 2ADP + 2Pi 2ATP + 2H2O ΔGordm = +146 Kcalmol
47 Kcal Libera en
Glu + 2ADP + 2Pi 2 Lactatos + 2ATP + 2H2O
Degradar glucosa 100
146 Kcal Necesita absorber
Para Fosforilar y formar ATP
X = 3106
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
- Slide 1
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-
Rendimiento energeacutetico
FASE I
FASE II
G 2 G3P
2 G3P 2P
2ATP
2 ADP
2 Pi 4 ADP
4 ATP
BALANCE ATPs
C6 2 C3P
2 C3P 2 C3
-2 ATP
+4 ATP
NETO +2 ATP
Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Destino del piruvato
bull La ceacutelula debe regenerar el NADH---NAD+bull Fermentacionbull Respiracion
DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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DESTINO DEL PIRUVATO
Glucosa
Piruvato
Carboxilacioacuten
Oxalacetato
Reduccioacuten Lactato
Descarboxilacioacuten Oxidativa
Acetil Co A
Transaminacioacuten
Alanina
FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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FERMENTACION ALCOHOLICA
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
FERMENTACION LACTICA
GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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GLUCOSA
Aacutecido piruacutevico Aacutecido aceacutetico + Aacutecido foacutermico
Aacutecido succiacutenico
Aacutecido aceacuteticoAcetona
Acetil CoA Aacutecido foacutermico
Alcohol etiacutelico CO2Aacutecido aceacutetico H2
Diferentes rutas de fermentacioacuten
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
- Slide 1
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-
INTERRELACIOacuteN DE CLICOLISIS Y OTRAS VIacuteAS METABOacuteLICAS
P
P
P
PP
P
P
Glucosa
GLUCONGOGENESISLactato
23 BIPG
NADPH2
Biosiacutentesis AG colesterol
Px desintoxicacioacuten
Defensas de Pentroxidantes
Viacutea Fosfogluconato
Ribosa 5
Nucleoacutetidos DNA y RNA
Piruvato
Fosfoenol piruvato
2 PG
3 PG
13 Bi PG
GA 3
F ndash 16 Bi
F ndash 6 ndash
Glucosa
Glu ndash 6 ndash
Di OHA
Glicerol 3
Biosiacutentesis de Trigliceacuteridos y Fosfoliacutepidos
Proteiacutena Alanina Mitocondria
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
12 VIA PENTOSA FOSFATO
Funciones y significacioacuten bioloacutegica Las ceacutelulas necesitan pentosas (ribosa-5-P) para la siacutentesis de aacutecidos nucleicos y de coenzimas y poder reductor (NADPH) para la biosiacutentesis de aacutecidos grasos y otros compuestos Estas moleacuteculas se obtienen degradando glucosa-6-P por la viacutea de las pentosas-PLas principales funciones de la viacutea de las pentosas fosfato son
-generar NADPH y
- sintetizar azuacutecares de cinco carbonos (PENTOSAS-P)
12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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12 VIA PENTOSA FOSFATObull Viacutea de fosfogluconato hexosamonofosfatobull A nivel celular se efectuacutea en el citoplasmabull Por esta viacutea uno de los aacutetomos de carbono de la glucosa es
removido como CO2 y se producen dos moles de NADPHbull Entonces la ruta de la pentosa fosfato es una ruta metaboacutelica en
la cual se sintetizan pentosas (monosacaacuteridos de 5 carbonos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
bull La ruta puede dividirse en dos fasesbull 1)La fase oxidativa en que se genera NADPH y ribosa (reacciones
irreversibles)bull 2)La fase no oxidativa en que se sintetizan pentosasfosfato (y otros
monosacaacuteridosfosfato) (Reacciones reversibles)
VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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VIA PENTOSA FOSFATO1) FASE OXIDATIVA - la oxidacioacuten de glucosa-6-P hasta 6-P-gluconato y posterior descarboxilacioacuten oxidativa hasta ribulosa-5-P con produccioacuten en las dos reacciones de NADPH
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
2) FASE DEINTERCONVERSIOacuteN DE AZUacuteCARES-bull reacciones que procuran un amplio conjunto de azuacutecares
fosforilados interconvirtiendo las pentosas-P entre si y finalmente en hexosas-P
bull Se producen un conjunto de reacciones de isomerizacioacuten y epimerizacioacuten que transforman a la ribulosa-5-P a ribosa-5-P y xilulosa-5-P
TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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TRANSALDOLIZACIONES Y TRANSCETOLIZACIONES que acaban formando fructosa-6-P y gliceraldehido-3-P ambos se pueden incorporar a las viacuteas glucoliacuteticagluconeogeacutenica
Los gluacutecidos formados se incorporan a reaciones glicoliacuteticas-gluconeogeacutenicas en dependencia de las necesidades celulares
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
VIacuteA PENTOSA FOSFATO
Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Relacioacuten entre la glucolisis y la ruta de las pentosas
Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
- Slide 1
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Relacioacuten glicolisis- pentosa-P
13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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13 Viacutea de fosfocetolasa
Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Viacuteas cataboacutelicas de degradacioacuten de azuacutecares en bacterias laacutecticasA) Viacutea homofermentativa o de Embden-MeyerhoffB) Viacutea heterofermentativa o de la fosfocetolasa
La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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La viacutea de Entner-Doudoroff de fermentacioacuten La reaccioacuten general esGlucose -------gt 2 ethanol + 2 CO2 + 1 ATP (net)
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
- Slide 1
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-
RESPIRACION
Proceso por el cual la ceacutelula microbiana libera la energiacutea almacenada en los alimentos
Este proceso ocurre en las mitocondrias de la mayoriacutea de las ceacutelulas eucariotas o en la membrana celular de las ceacutelulas procariotas
Puede ser Aerobia
anaerobia
II ORGANOTROFO AEROBIO
Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Opciones
Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
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Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Estructura de mitocondria
Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Respiracioacuten aerobiabull Energiacutea por combustioacuten y por respiracioacutenEnergiacutea por combustioacuten y por respiracioacuten
GLUCOSA
C
CC
C
C
C
C
C
C
C
CCCC
CC
CC
CCC
CCC
E
E
E
E
EE
RESPIRACIOacuteNCOMBUSTIOacuteN
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
RESPIRACION CELULAR
FASE I
FASE II
FASE III
Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Coenzima-A (Co-A)
Mercaptol------ac Pantotenico- Adenina 3P
RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
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Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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RESPIRACION CELULARFASE I
PIRUVATO 3C
ACETIL - S - CoA 2C
NAD+
NADH+ H + CO2
HS- CoA
NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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NADH+
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
FASE II
Enzimas 1 Citrato sintasa2 Aconitasa3 Isocitrato deshidrogenasa4 -cetoglutarato deshidrogenesa5 Succinil-S-CoA sintetasa6 Succinato deshidrogensa7 Fumarasa8 Malato deshidrogenasa
CICLO DE
KREBS
CICLO DE KREBS
CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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CICLO DE KREBS
Funcioacuten principal oxidar completamente acetil CoA h hasta CO2 y H2O
Se realiza en la Mitocondria
Esta intimamente ligado a la Cadena Respiratoria (H2 producidos en oxidaciones del ciclo son aceptados por los transportadores de la Cadena Respiratoria para ser llevados hasta O2 en este transporte se libera energiacutea que es utilizada para siacutentesis ATP
Enzimas que participan estaacuten en la Matriz mitocondrial
Succinato Deshidrogenasa que estaacute membrana mitocondrial
2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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2 NADH2
2 Piruvato
HSCoA CO2
NAD NADH2
Piruvato Deshidrogenasa
Deshidrogenacioacuten de Malato a Oxalacetato
2 Acetil CoA
Coenzima AHSCoA
Citrato
Isocitrato
α cetoglutarato
CO2
NAD
NADH2
3ordm
Deshidrogenacioacuten y descarboxilacioacuten del Isocitrato
Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato2ordm
Deshidrogenacioacuten tiva α cetoglutarato
4ordm
CO2
5ordm Desacilacioacuten succ CoA
Succinil CoA
Succinato
Deshidrogenacioacuten del Succinato6ordm
Fumarato
7ordm
Fijacioacuten de 1 mol de H2O
Oxalacetato
8ordm NADH2
NAD3ATP
H2O
Malato
2ATP
frac12 O2
3ATP
3ATP
1ATP
Siacutentesis Citrato
FADH2FAD
ADP+Pi GTP
GDP+Pi
1ordm
αNAD
NADH2
1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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1ordm Siacutentesis Citrato El CK se inicia con la condensacioacuten acetil CoA con el oxalacetato
Forma Citrato + HSCA
Citrato Sinteasa cataliza la condensacioacuten del Monofluacuteor acetil CoA con Acetil CoA + Oxalacetato Citroil CoA Citrato
H2O HSCoA
Citrato Sinteasa es una enzima importante en la regulacioacuten del aacutecido
2ordm Isomerizacioacuten Citrato a Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Citrato
H2O
Cis-aconitato
H2O
Isocitrato
3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
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En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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3ordm Deshidrogenacioacuten y Descarboxilacioacuten del Isocitrato
Se realiza en 2 etapas
Isocitrato Oxalsuccinato
CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria y se libera 1ordm mol CO2
4ordm Descarboxilacioacuten Oxidativa α ndash Cetoglutarato
α ndash Cetoglutarato + NAD+HSCoA Succinil CoA + CO2 + NADH2
Succinil CoA contiene enlace de alta energiacuteaSe libera 2ordm moleacutecula de CO2
Se produce NADH2 que interreacciona con la Cadena Respiratoria
NADH2NAD
Cetoglutaratoα
5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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5ordm Desacilacioacuten Succinil CoA
Es la uacutenica Rx del CK donde se produce un enlace fosfato de Alta Energiacutea directamente
Succinato GTP
Succinil CoA Pierde CoA por accioacuten de la succini CoA sinteasa que cataliza ruptura enlace tioester rico en Engiacutea Puente en succinil CoALa ruptura del Enlace tioester estaacute asociada a la fosforilacioacuten GDP Formacioacuten GTP es un ejemplo de fosforilacioacuten a nivel de sustrato
Succinil CoA + GDP + Pi
GTP + ADP ATP + GTP
Nucleosido difosfato Quinasa
Presdente en casi todos los tejidos
A este nivel se sintetiza 1 mol ATP
6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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6ordm Deshidrogenacioacuten del Succinato
Aceptar de H2 el FAD grupo prosteacutetico de la enzima que transfiere los H2 a CoA y sigue la cadena respiratoria
En la transferencia H2 se sintetiza 2ATP
La succinato deshidrogenasa se halla fuertemente unida a membrana interna de la Mitocondria a diferencia de las demaacutes enzimas que estaacuten en la Matriz Mitocondrial
7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
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Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
- Slide 1
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7ordm Fijacioacuten de un mol H2O
Fumarato + H2O Malato
Requiere cofactor NAD o que se reduce NADH2 e interacciona con cadena Respiratoria
El Oxalacetato se condensa acil CoA y comienza un nuevo ciclo
8ordm Deshidrogenacioacuten del Malato a Oxalacetato
Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Reaccioacuten Global del Ciclo de Krebs
Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O + GDP + Pi
2CO2 uarr + HSCoA + 3NADH2 + FADH2 + GTP
X cmol acetil CoA se libertan 2CO2Estos 2 carbonos liberados no son de la acetil CoA sino del oxalacetato
En cvuelta CK hay 4 RX Oxido Reduccioacuten
1ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del Isocitrato forma NADH2
2ordm Descarboxilacioacuten oxidativa del α- Cetoglutarato forma NADH2
3ordm Oxidacioacuten del Malato forma NADH2
4ordm Oxidacioacuten del Succinato forma FADH2
Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Cont Rx Global del Ciclo de Krebs
Se forma enlace Fosfato de alta energiacutea en forma de GTP en la descilacioacuten Sucinil CoA catalizada por succinil CoA sinteasa
cNADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 3ATP 3ATP 3NADH = 9 ATP
cFADH2 que interacciona con Cad Respiratoria se forma 2 ATP = 2ATP
En la fosforilacioacuten ADP a expensas GTP se forma 1 ATP = 1 ATP
9 ATP+2ATP+1ATP = 12 ATP que se forman en cada vuelta del C Krebs
Se consumen 2H2O 1H2O siacutentesis del citrato
1 H2O Hidratacioacuten del Fumarato
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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-
RESPIRACION CELULAR
- - OXIDACION
Sucede en la mitocondria
Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Ciclo de Krebs o Ciclo del
aacutecido tricarboxiacutelico
(ATC)
El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
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En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
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Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la El conjunto de reacciones del ciclo ATC se puede resumir en la siguiente formasiguiente forma
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD+ + ADP + Pi
2CO2 + CoA + 3NADH2 + FADH2 + ATP
bull Una moleacutecula de glucosa da lugar a dos de acetil- CoA que pueden entrar en este ciclo
bull El total seraacute el doble del indicado en esta reaccioacuten
Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
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En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Relacion ACP-fosforilacion oxidativabull ACP fosforilacion
bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
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O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
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En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
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Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
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Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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bull En la respiracioacuten los electrones son transferidos de manera secuencial a traveacutes de una serie de proteiacutenas transportadoras adosadas a la membrana celular
bull Esta es la cadena de cadena de transporte de electronestransporte de electrones
Los electrones son eliminados de los transportadores de energiacutea por medio de la reduccioacuten de alguacuten aceptor terminal de electrones como
bull el oxiacutegeno (en la respiracioacuten aeroacutebica)
bull nitroacutegeno sulfato o dioacutexido de carbono (en la respiracioacuten anaeroacutebica)
Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
co
En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Cadena Respiratoria Mitocondrial
Hay un conjunto de compuestos de estructura quiacutemica muy variable que se encuentran ubicados o adheridos a la membrana mitocondrial interna
Aquiacute a traveacutes de procesos de Oacutexido ndash Reduccioacuten se realiza la transferencia de H2 yo ē hacia el oxiacutegeno con desprendimiento de energiacutea que se aprovecha para la siacutentesis de ATP (Fosforilacioacuten Oxidativa)
Transporte a traveacutes de membrana
CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
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En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
participan en el transporte de ē
Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
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ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL
O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
Ac fu
maacuter
ico
Ac su
ccini
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En esta parte Hay Inhibidores
como Roterona
Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
Se modifican seguacuten su estado oacutexido ndash reduccioacuten
CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
(Fe-S)
Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
(Fe-s)
Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
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Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
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Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
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ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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O2-
H2O2H+
Complejo II
Soccinato Reductosa
Complejo I NADH reductasa
ADP + Pi ATP
Ac laacutectico
Ac piruacutevico
NAD+
NADH2 FMN2(Fe-S)
FMNH28(Fe-S)
FADH 2
FAD
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maacuter
ico
Ac su
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En esta parte Hay Inhibidores
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Amital
Barbituacutericos
Picridicina
Inhiben la formacioacuten del Complejo I y del Complejo II
INHIBIDORES
Son compuestos que se unen a la cadena respiratoria cortando o inhibiendo la cadena al impedir el transporte de ē
En esta parte se unen inhibidor-8 como
CN-
CO
Azida Na
SH2
Antimicina
Malonato
Citocromos Son proteiacutenas que tienen al grupo Hemo como grupo prosteacutetico
Hemo=Tetrapirrol ciclico con Fe
Citocromo C es el maacutes deacutebilmente unido
Soacutelo transportan ē uno a la vez
El Fe actuacutea en el transporte
Absorben VIS (400-600nm)
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CoQH2
CoQ
Cit bFe+3
Cit bFe+2
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Cit C1
Fe+3
Cit C1
Fe+2
Cit CFe+2
Cit CFe+3
Cit (a+a3)Fe+2
Cit (a+a3)Fe+3
Cit (a+a3)Fe+3
Cu
frac12 O2 atmf
Complejo III Citocromo Reductasa
ADP + Pi ATP
Complejo IV Citocromo Oxidasa
ADP + Pi ATP
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Centros Fe-S se intercalan para formar compuestos cambian de
valencia
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Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
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Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
91
Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
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Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
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ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Potencial protoacutenico
Potencial intermenbrana
Proceso quimiosmotico
MITOCONDRIAATP SINTETASA
Resumen de Catabolismo Primario
Rendimiento energeacutetico
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Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
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Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
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bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
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Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
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3C
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Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
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Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
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Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
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Diagrama del metabolismo de carbohidratos en ceacutelulas eucariotas
ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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ESQUEMA RESUMIDO
Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
+
ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Catabolismo de los liacutepidosCatabolismo de los liacutepidos
Glicerina
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Aacutecido graso
Liacutepido
Glicerina
3 Aacutecidos grasos
GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
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ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
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GlicerinaGlicerinaquinasa ADP NAD
Glicerinafosfato
deshidrogenasa
NADH2
+ ------- + + --------------
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ATP Mg+2 Glicerina-3 fosfato
Glicerina-3 fosfato
Fosfato dedihidroacetona
Todos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacuteticaTodos los compuestos de esta reaccioacuten entran a la viacutea glucoliacutetica
Oxidacioacuten de los aacutecidos grasosOxidacioacuten de los aacutecidos grasos
Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
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Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Catabolismo de proteiacutenasCatabolismo de proteiacutenas
Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
Glucosa6C
Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
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Las proteiacutenas son demasiado grandes para atravesar las membranas
Los microorganismos excretan proteasas que hidrolizan las proteiacutenas exoacutegenas a peacuteptidos Proteasas Peptidasas
Proteiacutenas----- Peacuteptidos------- Aminoaacutecidos
bull Los esqueletos carbonados de los aminoaacutecidos entran en el ciclo ATC para sufrir una mayor oxidacioacuten viacutea acetil CoA aacutecido cetoglutaacuterico aacutecido succiacutenico aacutecido fumaacuterico o aacutecido oxaloaceacutetico
Resumen de organotrofos
Otros aminoaacutecidos de maacutes de
3C
Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
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Ciclo de los aacutecidos tricarboxiacutelicos
Rutas de otros Rutas de otros compuestos en la compuestos en la respiracioacuten aeroacutebicarespiracioacuten aeroacutebica
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Acetil CoA2C
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Aminoaacutecidos3C
Aminoaacutecidos 2C
Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
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Acetil CoA2C
Aacutecido piruacutevico3C
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Alcohol2C
AacutecidosGrasos
Aacutecido Laacutectico3C
Glicerol3C
Azuacutecares complejosAlmidoacuten
Gliceraldehiacutedo 3 P3C
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