METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS IQ LAURA SOFIA RAMIREZ WILCHES
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METABOLISMO DE
CARBOHIDRATOS
IQ LAURA SOFIA RAMIREZ WILCHES
CONTENIDO
GLUCOLISIS
GLUCONEOGÉNESIS
METABOLISMO DEL GLUCÓGENO
RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATOS
GLUCOLISIS
GLUCOLISIS
La Glúcolisis es una ruta de 10
pasos que convierte una molécula
de glucosa en 2 moléculas de
Piruvato, generando 2 moléculas de
ATP.
Estas 10 reacciones se dan en dos
fases:
• Una fase de inversión de
energía
• Una fase de Generación de
energía
1. Se sintetizan azúcares
fosfato a costa de 2
equivalente de ATP (que se
convierte a ADP) y el
sustrato de hexosa se
desdodla a azucares de 3
carbonos
1. Las dos triosas se convierten
en compuestos de gran
energía transfiriendo 4
moles de fosfato al ADP
formando 4 ATP
REACCIONES DE LA GLUCOLISIS
Reacción 1: Primera Inversión de ATP
Se fosforila la glucosa dependiente del ATP, catalizada por la hexoquinasa
La reacción es un ataque nucleofilo del –OH del C6 de la glucosa, sobre el fosfato electrofilo del ATP.
Reacción 2: Isomerización de la Glucosa-
6-fosfato
Esta reacción es catalizada por la glucosa-6-fosfato
isomerasa (fosfoglucoisomerasa)
Es una isomerización reversible de la aldosa (G6P) a la
correspondiente cetosa (F6P: fructosa-6-fosfato)
Reacción 3: Segunda Inversión de ATP
Ocurre una segunda fosforilación dependiente de ATP, catalizada por fosfofructoquinasa; para producir FBP (Fructosa-1,6-Bifosfato)
Es también una sustitución nucleófila, como la reacción 1.
Reacción 4: Fragmentación en dos Triosa
Fosfatos
Ocurre la ruptura del azúcar al que hace referencia el término glucólisis; en dos intermedios de 3 carbonos (gliceraldehido-3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato (DHAP))
Es catalizada por la Fructosa-1,6-bisfosfato aldolasa (proteína tetramérica)
Reacción 5: Isomerización de la
Dihidroxiacetona fosfato
Convierte el DHAP en G3P (gliceraldehido-3-fosfato) catalizado por la triosa fosfato isomerasa.
Hasta aquí se han gastado dos ATP y se ha convertido una hexosa en dos triosas fosforadas
Reacción 6: Generación del primer
compuesto de energía elevada
Se forma el primer intermedio de potencial de transferencia de fosfato elevado; catalizado por la gliceraldehido-3-fosfato deshidrogenasa
Reacción de redox, donde se oxidan 2 electrones del carbonilo a carboxilo.
Reacción 7: Primera fosforilación a nivel
de sustrato
Se transfiere un grupo acilfosfato al ADP para
formar ATP, catalizada por la fosfoglicerato
quinasa
Hasta aquí el rendimiento de ATP es cero
Reacción 8: Preparación de la síntesis del
siguiente compuesto de energía elevada
Ocurre la isomerización del 3-fosfoglicerato al 2-
fosfoglicerato, catalizado por la fosfoglicerato mutasa
Se forma un residuo de fosfohistidina de la enzima en
el lugar activo
Reacción 9: síntesis del segundo
compuesto de energía elevada
Se genera fosfoenolpiruvato (PEP), que participa en
la segunda reacción de fosforilación a nivel de
sustrato.
Reacción 10: Segunda fosforilación a
nivel de sustrato
Se transfiere el grupo fosforilo del fosfoenolpiruvato al ADP para formar ATP catalizada por la piruvato quinasa
La enzima piruvato quinasa (PK) puede presentar isoenzimas en los organismos, que actuan de forma similar (PK-L, PK-R, PK-M1, PK-M2)
DESTINOS DEL PIRUVATO
Ciclo del ácido citrico
Fermentación ácida
(acetica, propinoica)
Fermentación
homolactica
Fermentación
alcoholica
GLUCONEOGÉNESIS
GLUCONEOGÉNESIS
Es el proceso de síntesis de glucosa a partir de sustratos que no son hidratos de carbono.
Se parece a la glucolisis de forma inversa, con la diferencia que las enzimas utilizadas son diferentes
El cerebro y el sistema nerviosos central necesitan glucosa como fuente principal de energía
Sus principales fuentes de sustrato son: el lactato (musculo esquelético y eritrocitos), aminoácidos (de las proteínas que comemos o degradación de estas); propionato (degradación de ácidos grasos) y glicerol (degradación de lípidos)
Ocurre en el citosol de la
células (fluido intracelular)
Se produce principalmente en
el hígado y en la corteza
renal
Difiere en tres pasos
controlados por los ciclos de
sustrato respecto a la
glucolisis
Reacciones de la glucolisis y la gluconeogénesis
BYPASS 1: Conversión de piruvato en
fosfoenlopiruvato
Comienza en la mitocondria, mediante dos reacciones catalizadas por la piruvato carboxilasa (requiere de acetilCoA como activador alosterico) y la PEPCK
El oxalacetato sale al citosol y ocurre el resto de la reacción (PEPCK)
En el citosol la reacción es catalizada por la Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa (PEPCK)
Las células eucariotas presentan dos isoenzimas del a PEPCK: la citosolica y la mitocondrial
Reacción general para evitar la piruvato quinasa
BYPASS 2: Conversión de la fructosa 1,6- Bisfosfato a
fructosa-6-fosfato
Es una reacción hidrolítica catalizada por la
fructosa 1,6-bisfosfatasa
La enzima requiere de Mg+2 para su actividad
BYPASS 3: Conversión de glucosa-6-fostato en
glucosa
Ocurre por hidrolisis catalizada por la glucosa-6
fosfatasa, ya que por medio de la enzima
glucoquinasa, no es posible por la transferencia de
fosfato del ATP.
También requiere de Mg+2 que se encuentra en la
membrana del retículo endoplasmatico
SUSTRATOS DE LA GLUCONEOGENÉSIS
LACTATO:
Se produce en los músculos cuando se efectúa actividad física, cuando se reduce el piruvato a lactato. Su acumulación limita la capacidad física.
Entra en el hígado y se reoxida a piruvato por la LDH hepática.
Ocurre la gluconeogénesis y la glucosa entra al torrente sanguineo donde llega hasta los musculos nuevamente para aumentar las reservas de glucogeno. (Ciclo de Cori)
CICLO DE CORI
AMINOÁCIDOS:
Se pueden convertir en glucosa a partir de las rutas
de degradación que generan intermedios de ácido
cítrico, que se pueden convertir en oxalacetatos.
Cuando no se ingieren suficientes carbohidratos, los
niveles de azúcar en la sangre se mantienen a partir
del catabolismo de las proteínas musculares.
La leucina y la lisina no son aminoácidos precursores
de glucosa (no son gluconeogénicos)
GLICEROL:
Los ácidos grasos de cadena impar sufren b-
oxidación para formar Acetil-CoA que puede ser
fosforilado para formar oxalacetato y entrar al ciclo
de la gluconeogenésis.
PROPIONATO:
Es un acilCoA de tres carbonoso (propinolCoA) que se
produce por degradación de aminoácidos o lípidos,
que se convierte en succinilCoA y posteriormente a
oxalacetato, para entrar en la gluconeogénesis.
UTILIZACIÓN DE OTROS SUTRATOS EN LA
RUTA GLUCOLÍTICA
CONSULTA
¿Cuáles son los mecanismos de reacción que ocurren
en los monosacáridos, disacáridos, polisacáridos y
grasas (glicerol)? Explique cada uno de ellos
detalladamente.
METABOLISMO DEL GLUCOGENO
GLUCOGENO
Es un polisacárido formado por glucosa, de estructura similar a la amilopectina del almidón pero de forma mas ramificada y mayor peso molecular.
Es la forma de almacenar la reserva de glucosa en los seres vivos.
Su digestión se hace mediante rupturas hidrolíticas y fosforolíticas.
El glucógeno es la principal fuente de energía para la contracción musculo esquelético.
El glucógeno hepático es fuente de glucosa sanguínea.
La hidrolisis rompe el
enlace mediante la
adición de agua
La ruptura
fosforolítica se hace
mediante la adición
de ácido fosfórico
METABOLISMO DEL GLUCOGENO
Presenta dos proceso en el organismos:
Degradación (proceso catabólico para formar
glucosa)
Síntesis (proceso anábolico para formar reserva de
carbohidratos en el organismo)
DEGRADACIÓN DE GLUCOGENO
(GLUCOGENÓLISIS)
Para que se pueda utilizar (o movilizar) la energía
del glucógeno almacenado en los músculos e hígado
es necesario que se den las rupturas fosforolíticas.
(catalizadas por la glucógeno fosforilasa liberando
glucosa-1-fosfato, para los enlaces a-1-4))
Las enzimas glucatransferasa (permite romper ramificaciones de dos enlaces a-14 – a-14) y la glucosidasa (permite romper los enlace a-16)
BIOSINTESIS DEL GLUCOGENO
El glucógeno se sintetiza en los organismos a partir
de la uridina difosfato glucosa (UDP-Glc),
catalizada por la glucógeno sintasa (Luis Leloir,
1950)
La UDP Glc se obtiene de la glucosa sanguinea que
se forsforila por la enzima hexoquinasa, para dar
glucosa-1-fosfatoy luego la enzima UDC-glucosa
pirofosforilas se encarga de catalizar la formación
de UDP-Glucosa
RUTA DE LAS PENTOSAS
FOSFATOS
GENERALIDADES
La ruta predominante de la glucosa en el catabolismo es la formación de piruvato, que posteriormente se oxida a CO2 en el ciclo del pacido cítrico.
La ruta de las pentosas fosfatos es una ruta alternativa que busca:
1. Proporcionar equivalente reductores (en forma de NADPH) para la biosíntesis reductora
2. Proporcionar ribosa-5-fosfato para la biosíntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos.
FASE OXIDATIVA: GENERACIÓN DE NADPH
Es catalizada por la glucosa-fosfato
deshidrogenasa oxidando la glucosa-6-fosfato a 6-
fosfogluconolactona
que es hidrolizada por la fosfogluconolactonasa a
6-fosfogluconato que se descarboxila
para dar CO2, otro NAPH y ribulosa-5-fosfato
FASE NO OXIDATIVA: DESTINOS ALTERNATIVOS
Parte de la ribulosa-5-fosfato se convierte en
ribosa-5-fosfato catalizado por la fosfopentosa
isomerasa.
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