METABOLISMO DEL PIRUVATOMETABOLISMO DEL PIRUVATO

METABOLISMO DEL PIRUVATOMETABOLISMO DEL PIRUVATO

• En los organismos anaerobios o en lasEn los organismos anaerobios o en lascélulas aerobias que están realizandounas tasas de glucólisis muy elevadas, elg yNADH generado en la glucólisis no puedereoxidarse en las mitocondrias.

• Cuando es esta la situación el NADH seutiliza para impulsar la reducción de un

t t á i l isustrato orgánico que es el propiopiruvato.

1 - Microorganismos anaerobiosEl piruvato tiene numerosos destinos

1. Microorganismos anaerobiosp

alternativos en los microorganismos anaerobios:Fermentación del ácido láctico y Fermentación

l hóli l dalcohólica levadura

Fermentación LácticaFermentación Láctica

piruvato + NADH + H+-------> ácido láctico + NAD+piruvato + NADH + H -------> ácido láctico + NAD

Glucosa + 2ADP + 2Pi → 2 Lactato + 2ATP + 2H OGlucosa + 2ADP + 2Pi → 2 Lactato + 2ATP + 2H2O

•Se produce en bacterias (bacterias lácticas), también en algunosprotozoos y en el músculo esquelético humano.

•Es responsable de la producción de productos lácteos acidificados --->yoghurt, quesos, crema ácida, etc.

Fermentación AlcohólicaFermentación Alcohólicapiruvato --------> acetaldehido + CO2acetaldehido + NADH + H+ -------> etanol + NAD+

Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2H+ → 2 Etanol + 2CO + 2ATP + 2H OGlucosa + 2ADP + 2Pi + 2H → 2 Etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O

•Se lo encuentra en levaduras , hongos y algunas bacterias.

•La fermentación alcohólica es la base de las siguientes aplicaciones enla alimentación humana: pan, cerveza, vino y otras.

2 - Microorganismos aerobiosEl metabolismo oxidativo se puede subdividir en

2. Microorganismos aerobiosp

tres etapas:• Generación de un fragmento activado de dos

b A il C Acarbonos Acetil-CoA• Oxidación de estos dos átomos de carbono en

el ciclo del ácido cítricoel ciclo del ácido cítrico• Transporte electrónico y la fosforilación

oxidativa, en donde los transportadoreso dat a, e do de os t a spo tado eselectrónicos reducidos que se generan en elciclo, vuelven a oxidarse junto con la síntesis deATPATP

ETAPA 1 Oxidación del piruvato

El piruvato difunde hasta la matriz de la

ETAPA 1. Oxidación del piruvato

pmitocondria, cruzando ambas membranas.Dentro de la mitocondria, este esdescarboxilado por oxidación a Acetil CoAdescarboxilado por oxidación a Acetil-CoA.

Coenzima ACoenzima A

Enzima piruvato deshidrogenasaEnzima piruvato deshidrogenasa

E1 = piruvato deshidrogenasaE1 piruvato deshidrogenasa

E2 = dihidrolipoil transacetilasa

E3 = dihidrolipoil deshidrogenasa

• Inhibido por ATP

• Inhibido por acetil–Co A y NADH (productos)

• Inhibido por la fosforilación de E1 (piruvato deshidrogenasa).

A ti d l d f f il ió d E• Activada por la desfosforilación de E1.

• Activada por AMP y NAD+

ETAPA 2. Ciclo del ácido cítrico

Este ciclo actúa en dos fases

ETAPA 2. Ciclo del ácido cítrico

Este ciclo actúa en dos fasesprincipalmente:

• Fase 1. Introducción y perdida de dosFase 1. Introducción y perdida de dosátomos de carbono

• Fase 2. Regeneración del oxalacetatoFase 2. Regeneración del oxalacetato

El punto de partida es Acetil-CoA,obteniéndose CO2 y transportadores deelectrones reducidos (NADH y FADH2).

Fase 1:

1 Introducción de dos átomos de

Fase 1:

1. Introducción de dos átomos decarbono en forma de Acetil-CoA

2 Isomerización del citrato2. Isomerización del citrato

3 Generación de CO2 por una3. Generación de CO2 por unadeshidrogenasa ligada a NAD+

4 Generación de un segundo CO2 por un4. Generación de un segundo CO2 por uncomplejo multienzimático.

Fase 2:

5 Fosforilación a nivel de sustrato

Fase 2:

5. Fosforilación a nivel de sustrato

6 Deshidrogenación dependiente de la6. Deshidrogenación dependiente de laFlavina

7 Hidratación de un doble enlace7. Hidratación de un doble enlacecarbono-carbono

8 Deshidrogenación que regenera el8. Deshidrogenación que regenera eloxalacetato

En resumen se tiene que en el ciclo del ácidoEn resumen se tiene que en el ciclo del ácidocítrico por cada vuelta:

Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD + ADP + Pi →

2CO2 + 3NADH + FADH2 + CoA-SH + ATP

Regulación del ciclo de krebsRegulación del ciclo de krebs

• Inhibida por ATP, NADH, succinil-coA.

• Inhibida por citrato (producto)Inhibida por citrato (producto)

• Activada por AMP

• Inhibida por ATP

• Activada por ADP

• Inhibida por NADH

• Inhibida por succinil-CoA ( d t )(producto)

Si se consideran las tres etapas hasta el momento:Si se consideran las tres etapas hasta el momento:• GlucólisisGlucosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ → 2Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H2O + 4H+

• Complejo piruvato deshidrogenasa• Complejo piruvato deshidrogenasa2Piruvato + 2NAD+ + 2CoA-SH → 2Acetil-CoA + 2NADH +2CO2• Ciclo del ácido cítrico (incluyendo la conversión de GTP en

ATP)ATP)2Acetil-CoA + 6H2O + 6NAD+ + 2FAD + 2ADP + 2Pi → 4CO2 +

6NADH + 2FADH2 + 2CoA-SH + 2ATP

• Resultado Neto:Glucosa + 10NAD+ + 2FAD + 4H2O + 4ADP + 4Pi → 6CO2 + 2

10NADH + 4H+ + 2FADH2 + 4ATP