BLOQUE III.- Metabolismo Metabolismo Metabolismo Metabolismo Metabolismo Metabolismo Metabolismo Metabolismo Tema 13. Tema 13. - - Glucolisis Glucolisis y destino del piruvato y destino del piruvato 1. Papel central de la glucosa en el metabolismo. • • Degradaci Degradaci ó ó n de glucosa por GLUCOLISIS: n de glucosa por GLUCOLISIS: • • Caracter Caracter í í sticas y reacciones sticas y reacciones Balance qu Balance qu í í mico y energ mico y energ é é tico ATP tico ATP Regulaci Regulaci ó ó n de la n de la glucolisis glucolisis • • Degradaci Degradaci ó ó n del piruvato en diferentes condiciones n del piruvato en diferentes condiciones • • Descarboxilaci Descarboxilaci ó ó n n oxidativa oxidativa • • Fermentaciones l Fermentaciones l á á ctica y ctica y etan etan ó ó lica lica Lanzaderas para equilibrar el poder reductor generado en el cito Lanzaderas para equilibrar el poder reductor generado en el cito plasma plasma PAPEL CENTRAL DE LA GLUCOSA EN EL METABOLISMO: - La glucosa es el principal combustible para la mayoría de organismos, ocupando una posición central en el metabolismo. - Su oxidación completa a CO2 y H2O produce gran cantidad de energía (2.840 kJ/mol). Se almacena en forma de polímeros (glucógeno, almidón, ) - Es un precursor extremadamente versatil, capaz de suministrar una gran cantidad de intermedios metabólicos, que son material de partida de muchos procesos biosintéticos
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Tema 13.Tema 13.-- GlucolisisGlucolisis y destino del piruvatoy destino del piruvato
1. Papel central de la glucosa en el metabolismo.••DegradaciDegradacióón de glucosa por GLUCOLISIS:n de glucosa por GLUCOLISIS:
•• CaracterCaracteríísticas y reacciones sticas y reacciones �� Balance quBalance quíímico y energmico y energéético ATPtico ATP�� RegulaciRegulacióón de la n de la glucolisisglucolisis
•• DegradaciDegradacióón del piruvato en diferentes condicionesn del piruvato en diferentes condiciones•• DescarboxilaciDescarboxilacióónn oxidativaoxidativa•• Fermentaciones lFermentaciones lááctica y ctica y etanetanóólicalica
� Lanzaderas para equilibrar el poder reductor genera do en el citoLanzaderas para equilibrar el poder reductor genera do en el cito plasmaplasma
PAPEL CENTRAL DE LA GLUCOSA EN EL METABOLISMO:- La glucosa es el principal combustible para la may oría de organismos, ocupando una posición central en el metabolismo.- Su oxidación completa a CO2 y H2O produce gran can tidad de energía (2.840 kJ/mol). Se almacena en forma de polímeros (glucógeno, almidón, )
- Es un precursor extremadamente versatil, capaz de suministrar una gran cantidad deintermedios metabólicos, que son material de partid a de muchos procesos biosintéticos
Tanto el almidón ( mecla de amilosa y de amilopectina .) como el glucógeno son hidrolizados por las enzimas αααα-amilasa (1 →→→→4) y glucosidasas (1 →→→→6).
DIGESTIÓN DE GLÚCIDOS
intracelular
Desde los ALIMENTOS
La αααα-amilasa (salivar y pancreática) y la glucosidasa (intestinal)
Los monosacáridos son los únicos glúcidos que se absorben a través de la mucosa intestinal con transporte activo
Glucosa
Glucogenolisis
Glucolisis
Glucogenogénesis
Gluconeogénesis
Glucógeno
Piruvato
Lactato
Ruta pentosas-P
Ciclo ácidocítrico
TransporteElectrónico mitocondrial
Pentosas y Otros azúcares
Ciertos amino ácidos
Ácidos grasos
Glucolisis
LAS VÍAS METABÓLICAS
PARA LOS GLÚCIDOS O CARBOHIDRATOS
Degradaciónpiruvato
ESQUEMA QUE RELACIONA TODAS LAS VÍAS METABÓLICAS
GLUCOLISIS:Ruta CATABÓLICA para la degradación de la glucosa a 2 piruvatos
- Características generales:
GLUCOSA
• Glucolisis o glicolisis es una ruta catabólica de 10 re acciones
enzim áticas: TRES IRREVERSIBLES
• Su función es la degradación de glucosa para la obten ción de
energía: 2 ATP y 2 NADH
• Se degrada una molécula de glucosa (C 6) hasta dos moléculas de
piruvato (C 3).
•Es una ruta metabólica universalmente distribuida en t odas las
células.
2 PIRUVATOS
El producto de una reacciónes el sustrato de la siguiente
GLUCOLISIS
EL ATP es el cofactor DADOR deGRUPOS FOSFATO Yel ADP es el RECEPTOR de GRUPOSFOSFATO
EL NAD+ acepta electrones procedentes delos sustratos que se oxidany él se reduce a NADH
Las moléculas con cargano atraviesan la membranaplasmática
• 2 Fases y 10 Reacciones
• Sustratos : Hexosas-P y triosas-P
• Enzimas: deshidrogenasas
kinasas, isomerasas y mutasas
• Cofactores: NAD+ / NADH
• ATP / ADP
GLUCOLISIS: reacciones
1.-Fosforilación de la glucosa
El ATP transfiere un Pi al OH del C6. de la glucosa. . Las moléculas con carga no atraviesan las membranas. La G6P no sale de las células.
La glucolisis se produce en el citoplasma y los NADH formados no pueden descargar sus e-en el T.E.M. que actúa en el interior mitocondrial. ���� LANZADERAS o FERMENTACIÓN
glucosa 2 moléculasde piruvato
Además se forman 2 moléculas de ATPy 2 moléculas de NADH
RESULTADO DE LA GLUCOLISIS
REGULACIÓN de la GLUCOLISIS
hexokinasa
Fosfofructokinasa 1
piruvatokinasa
La regulación de la ruta recae sobre las tres enzimas que catalizan las tres reacciones irreversibles.Son tres kinasas:Son moduladas por el nivel de ciertos metabolitos y por modificación covalente (fosforilación)
REGULACIÓN GLUCOLISIS:(1) Hexokinasa y características de la glucokinasa
G-6-P Producto de la reacción
• GLUCOKINASA• Isoenzima en hígado,• + Específica para glucosa• KM mayor para la glucosa y• No inhibida por G6P
•Su existencia permite al hígado retirar glucosa de la sangre cuando su concentración es muy alta
Glucosa glucosa-6-Phexokinasa
glucokinasa
glucosa
Activa
inhibe
La PFK-1 se activa con F-2,6-BP, el producto de la PFK-2
Fructosa-2,6-bisfosfato(F-2,6-BP)
ENZIMA BIFUNCIONAL
PFK-2 F2,6-BP
Fructosa-2,6-bisfosfato
Fructosa-1,6-bisfosfato
Fructosa-6-fosfato
La actividad de la enzima bifuncionalPFK-2/F2,6-BF está controlada por la acción hormonal, que desencadena la fosforilación y la defosforilación de la enzima, alterando la actividad de la enzima con ello.
Resumen de la degradación del Pivuvato
Fermentación a alcohol en levaduras
Glucosa
4 CO2 + H2O
2 Actil-CoA
2 etanol + 2 CO2
2 piruvato
2 lactato
Fermentación a lactato en músculo en
contracción vigorosa, eritrocitos, otras células
y en algunos microorganismos
Glucolisis10 reacciones consecutivas
Ciclo del
ácido cítrico
Animales, plantas, y muchas células microbianas bajo condiciones aeróbicas
Condiciones anaeróbicas
Condiciones anaeróbicas
Condiciones aeróbicas
En células tumorales:http://sebbm.es/BioROM/contenido/UCM/sit_fisiopat/glucolisis-cancer/index.htm
T 13.- METABOLISMO DEL PIRUVATO
El piruvato formado en la GLUCOLISIS se degrada en función de las condiciones:ANAEROBIAS: Fermentaciones (1,2) AEROBICAS: Descarboxilación oxidativa (3)
Piruvato
Lactato Acetil-CoAAcetaldehido
Etanol PosteriorOxidaciónen el C.A.T.
O2
O2
O2
O2
Lactato
13
2
piruvato
Las 2 reacciones de reducción del Piruvato en los procesos fermentativos
LactatoPiruvato
Lactato deshidrogenasa
Piruvato EtanolAcetaldehido
Piruvato descarboxilasa
Alcoholdeshidrogenasa
FERMENTACIÓN LÁCTICA
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
1.-FERMENTACIÓN LACTICAen condiciones anaeróbicas (músculo y microorganismos ).
regeneraciónNAD+
glucosa
glic
olis
is
2 piruvato
2 lactato
Acoplamiento de la oxidación del NADH hasta NAD+ con la reducción delPiruvato a lactato;
la glicolisis necesita NAD+ disponible para la Gal-3-P deshidrogenasa
Piruvato + NADH Lactato + NAD +
Resumen de la fermentación láctica
El ácido láctico es producido en los músculos con el ejercicio y por bacteriasLactato
deshidrogenasa
RegeneracionNAD+
lactato
Acoplamiento de la oxidación del NADH a NAD+ con la reducción delacetaldehido a etanol;
la glicolisisnecesita NAD+Disponible para la Gal-3-P deshidrogenasa
2.-FERMENTACIÓN ALCOHÓLICAmicroorganismos fermentativos en condiciones anaeróbicas
glucosa
2 piruvato
etanol
RegeneracionNAD+
acetaldehido
3.- Descarboxilación oxidativa del Piruvatoen condiciones aerobias -------���� Acetil-CoA
REACCIÓN COMPLEJA:Descarboxilación oxidativa del piruvatoEnzima: PIRUVATO DESHIDROGENASACoenzimas solubles: NAD+ se reduce a NADH
CoA-SH se lleva el acetilo
ComplejoPiruvatodeshidrogenasa
Piruvato
Glucosa
Acetil-CoA
Lípidos
PIRUVATO DESHIDROGENASAComponentes del complejo: 3 enzimas y 5 coenzimas
Coenzimas solublesCoA-SHNAD+
Coenzimas unidos a Enzimas(GRUPOS PROSTÉTICOS)E1- TPPE2- LipoamidaE3 - FAD
Descripción del mecanismo de acción de la PIRUVATO DH
1º.- Actuación de la E1-TPP (La E1 es Piruvato deshidrogenasa )El piruvato se descarboxila y el fragmento de 2 carb onos (carbanión) se transfiere al anillo de tiofeno (TPP), formándose el hidroxi-etil-TPP .
2º.- Transferencia del hidroxietilo de la E1-TPP a la E2-LipoamidaLa E2 es Dihidrolipoil-transacetilasa y tiene unida la LipoamidaEn la transferencia desde E1 a E2, el hidroxi-etilo se oxida a acetilo, a la par que e l puente disulfuro de la lipoamida se reduce a dihidro -lipoamida, aunque como ésta resulta acetilada, el producto es acetil-hidro-lipoamida
3º.- Transferencia del acetilo desde la E2-hidro-Lipoamida a la CoA-SHEl grupo acetilo de la acetil-lipoamida (enlace tio-acilo) se transfiere a la CoA-SH, para formar Acetil-S-CoA (enlace tio-acilo).La Lipoamida queda reducida como Dihidro-lipoamida.
4º.- Oxidación de la H2-lipoamida por E3-FAD ( Coenzima de la E3)La E3 (Dihidrolipoil-deshidrogenasa) es una flavoenzima , cuyo FADH2 se oxidará después por el NAD+ (coenzima soluble) que se reduce a NADH + H+
Glositis, Queilitisangular y Dermatitis seborreica