INTEGRACION DE LAS RUTAS METABOLICAS 1. GLUCOGENOGENESIS: La Glucosa se convierte en glucosa-6-fosfato mediante una reacción irreversible catalizada por la glucoquinasa o hexoquinasadependiendo del tejido en cuestión. glucosa + ATP → glucosa-6-P + ADP Glucosa-6-fosfato se convierte en glucosa-1- fosfato por la acción de la Fosfoglucomutasa, mediante la formación obligada de un compuesto intermediario, glucosa-1,6-bisfosfatasa. glucosa-6-P ←→ glucosa-1-P Glucosa-1-fosfato se convierte en UDP-glucosa por la acción de la UDP-glucosa pirofosforilasa (llamada también uridil transferasa). glucosa-1-P + UTP → UDP-glucosa + PPi Las moléculas de glucosa son acopladas en cadena por la glucógeno sintasa, este paso debe realizarse sobre un primer preexistente de glucógeno. La glucógeno sintasa actúa es decir formando alargamientos lineales de ramas preexistentes, solamente formando uniones α1- 4 permitiendo la union de glucosa a glucógeno preexistente Las ramificaciones son producidas por la enzima ramificadora del glucógeno, la cual transfiere un fragmento de 6 a 8 unidades del extremo no reductor y lo une a una glucosa por un enlace α-1,6. Esto posibilita que ambas cadenas puedan continuar alargándose mediante uniones α-1,4 de glucosas hasta poder producir nuevas ramificaciones. Es la vía generadora de glucógeno. 2. GLUCOGENOLISIS
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INTEGRACION DE LAS RUTAS METABOLICAS
1. GLUCOGENOGENESIS: La Glucosa se convierte en glucosa-6-fosfato mediante una reacción
irreversible catalizada por la glucoquinasa o hexoquinasadependiendo del tejido en cuestión.
glucosa + ATP → glucosa-6-P + ADP Glucosa-6-fosfato se convierte en glucosa-1-fosfato por la acción de
la Fosfoglucomutasa, mediante la formación obligada de un compuesto intermediario, glucosa-1,6-bisfosfatasa.
glucosa-6-P ←→ glucosa-1-P Glucosa-1-fosfato se convierte en UDP-glucosa por la acción de la UDP-
glucosa pirofosforilasa (llamada también uridil transferasa). glucosa-1-P + UTP → UDP-glucosa + PPi Las moléculas de glucosa son acopladas en cadena por la glucógeno
sintasa, este paso debe realizarse sobre un primer preexistente de glucógeno. La glucógeno sintasa actúa es decir formando alargamientos lineales de ramas preexistentes, solamente formando uniones α1-4 permitiendo la union de glucosa a glucógeno preexistente
Las ramificaciones son producidas por la enzima ramificadora del glucógeno, la cual transfiere un fragmento de 6 a 8 unidades del extremo no reductor y lo une a una glucosa por un enlace α-1,6. Esto posibilita que ambas cadenas puedan continuar alargándose mediante uniones α-1,4 de glucosas hasta poder producir nuevas ramificaciones.
Es la vía generadora de glucógeno.
2. GLUCOGENOLISIS
Es la vía por la cual se degrada glucógeno para la obtención de glucosa de una
forma rápida, esta vía se estimula por niveles bajos de glucosa, glucagon y
catecolaminas (adrenalina, noradrenalina y norepinefrina)
1. El glucogeno es degradado a glucosa 1 fosfato por la enzima glucogeno
fosforilasa que es la enzima reguladora de esta vía y la enzima
desramificante que rompe los enlaces alfa 1-4 y alfa 1-6
2. La glucosa 1 fosfato pasa a glucosa 6 fosfato por la enzima
fosfoglucomutasa
3. La glucosa 6 fosfato pasa a glucosa por la enzima glucosa 6 fosfatasa
En esta fermentación a partir de la glucosa y con la participación de diferentes enzimas, se origina el ácido pirúvico, el cual es descarboxilado hasta CO2 y acetaldehído y este último reducido por la acción de la deshidrogenada hasta alcohol etílico.
7. CICLO DE KREBS
El ciclo de Krebs (también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos
tricarboxílicos) es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones
químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células
aeróbicas En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía
catabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos
hasta producir CO2, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y
GTP).
Reacción 1: condensación del oxalacetato con la acetil CoA
La enzima citrato sintasa condensa a la acetil-CoA (2C) con el oxalacetato (4C)
para dar una molécula de citrato (6C). Como consecuencia de esta
condensación se libera la coenzima A (HSCoA). La reacción es fuertemente
exergónica: es irreversible.
• Reacción 2: isomerización del citrato a isocitrato
La isomerización del citrato en isocitrato ocurre por dos reacciones, que se
resumen en una.
• Reacción 3: oxidación y decarboxilación del isocitrato
El isocitrato es sustrato de la isocitrato deshidrogenasa, enzima que tiene como
cofactor un NAD, que forma parte de la cadena respiratoria. En la reacción 3 se
resumen dos reacciones a partir de las cuales el isocitrato forma α-
cetoglutarato (5C). Para lograr ese producto ocurre una decarboxilación, es
decir la liberación de una molécula de CO2, y la reducción de un NAD que
permite la formación de 3 ATP.
• Reacción 4: el α-cetoglutarato se transforma en succinil-CoA
Este paso implica la segunda decarboxilación oxidativa, catalizada por la α-
cetoglutarato deshidrogenasa, que lleva a la formación de succinil-CoA (4C). El
NAD es la coenzima de la deshidrogenasa, de manera que se formarán 3 ATP
como consecuencia de la actividad de cadena respiratoria.
• Reacción 5: la succinil-CoA rinde succinato y GTP
La succinil-CoA, es un tioéster de alta energía con un ∆G°′ de hidrólisis de -
33.5 KJ.mol-1 aproximadamente. La energía liberada por la ruptura de ese
enlace se utiliza para generar un enlace fosfoanhidro entre un fosfato y un GDP
para dar 1GTP por fosforilación a nivel de sustrato. En la reacción se libera
HSCoA.
El GTP se puede convertir en ATP según la siguiente reacción:
GTP + ADP GDP + ATP ∆G°′ = 0 KJ.mol- 1
• Reacción 6: el succinato se transforma en fumarato
El succinato es oxidado a fumarato por la succinado deshidrogenasa, enzima
que tiene como cofactor al FAD: se producen 2ATP en la cadena respiratoria.
La enzima usa FAD porque la energía asociada a la reacción no es suficiente
para reducir al NAD.
El complejo enzimático de la succinato deshidrogenasa es el único del ciclo
que está asociado a la membrana mitocondrial de eucariotas, y en la
membrana plasmática de procariotas.
• Reacción 7: el fumarato se hidrata y genera malato
La fumarasa cataliza la adición de agua, es decir la hidratación del fumarato. El
producto de la reacción es el malato.
• Reacción 8: el malato se oxida a oxalacetato
Dada la naturaleza cíclica de la vía, las reacciones en su conjunto conducen a
la regeneración del oxalacetato. La malato deshidrogenasa cataliza la
oxidación del malato a oxalacetato, con la reducción de un NAD: se forman 3
ATP en la cadena respiratoria.
7. CICLO DE LA UREA
El primer grupo amino que ingresa al ciclo proviene del amoníaco libre intramitocondrial. El amoníaco producido en las mitocondrias, se utiliza junto con el bicarbonato (producto de la respiración celular), para producir carbamoil-fosfato. Reacción dependiente de ATP y catalizada por la carbamoil-fosfato-sintetasa I. Enzima alostérica y modulada (+) por el N-acetilglutamato.
2. El carbamoil-fosfato cede su grupo carbamoilo a la ornitina, para formar citrulina y liberar Pi. Reacción catalizada por la ornitina transcarbamoilasa. La citrulina se libera al citoplasma.
3. El segundo grupo amino procedente del aspartato (producido en la mitocondria por transaminación y posteriormente exportado al citosol) se condensa con la citrulina para formar argininosuccinato. Reacción catalizada por la argininosuccinato sintetasacitoplasmática. Enzima que necesita ATP y produce como intermediario de la reacción citrulil-AMP.
4. El argininosuccinato se hidroliza por la arginino succinato liasa, para formar arginina libre y fumarato.
5. El fumarato ingresa en el ciclo de Krebs y la arginina libre se hidroliza en el citoplasma, por la arginasa citoplasmática para formar urea y ornitina.
6. La ornitina puede ser transportada a la mitocondria para iniciar otra vuelta del ciclo de la urea.
En resumen, el ciclo de la urea consta de dos reacciones mitocondriales y cuatro citoplasmáticas
8. TRANSAMINACION Y DESAMINACION DE LOS AMINOACIDOSLa transaminación es catalizada por transaminasas que transfieren el grupo amino desde el aminoácido a un cetoácido que normalmente es el -cetoglutarato. El resultado es otro cetoácido y el ácido glutámico (Glu). El objetivo de las reacciones de transaminación es precisamente obtener Glu, ya que este aminoácido puede intervenir en la siguiente etapa.
Mediante la desaminación oxidativa e Glu pierde su grupo amino, obteniéndosa amoniaco y regenerándose el -cetoglutarato. La reacción es catalizada por la
glutamato deshidrogenasa, que se encuentra en la matriz mitocondrial y precisa NAD+ como aceptor de electrones.
Por tanto, como resultado de los procesos de desaminación e obtienen aminoácidos desaminados y amoniaco.
10.CETOGENESIS
Cuando ocurre la oxidación de los ácidos grasos el acetil-CoA es excesivo lo
cual genera que esta ruta se active la cual sirve para disminuir el acetil-CoA
mediante la producción de cuerpos cetónicos que son usados para energía, la
síntesis de colesterol y otros como la acetona se desechan en la orina.