anabolismo de los carbohidratos · metabolismo de carbohidratos. visión general del anabolismo de...

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAESCUELA DE AGRONOMÍA

FACULTAD DE AGRONOMÍADEPARTAMENTO DE QUIMÍCA Y TECNOLOGÍA

CATEDRA DE BIOQUIMÍCA

Gluconeogénesis

Glucogénesis

Mitocondria

Polisacáridos(Almidón o Glucógeno)

Monosacáridos(Glucosa)

Gliceraldehído 3 PATP

ATPATP

NADH + H+

Ruta del FosfogluconatoATP

NADPH + H+RibosaGlucosa 6P

EtanolEtanal + CO2 Fermentación Alcohólica

Ácido Láctico Fermentación Láctica

Glu

cólis

isNADH + H+CO2

Acetil CoA

Ác. Oxalacético

NADH + H+

GTP

Ác. Cítrico

Ác. Isocítrico

Ác. a-Cetoglutárico

Succinil CoAÁc. Succínico

Ác. Fumárico

Ác. Málico

NADH + H+CO2

NADH + H+CO2FADH2

Ciclo de Krebs

Citoplasma

Hidrólisis Glucogénesis Visión General del Metabolismo

de Carbohidratos

Ácido Pirúvico

I III IV VII

CoQ

Cit c

Cadena de Transporte de Electrones

H2O

O2

ADP+Pi ATP

Glu

con

eo

gén

esi

s

Profa. Audrey Suárez. Bioquímica. Objetivo 2. Metabolismo de Carbohidratos.

Visión general del anabolismo de los carbohidratos

Procesos anabólicos de los carbohidratos

Gluconeogénesis Glucogénesis

Biosíntesis de glucosa

a partir de precursores

sencillos.

Biosíntesis del

glucógeno o almidón a

partir de la glucosa

Requieren

ATP o GTP Potenciales de reducciónNADH + H+

GluconeogénesisGlucosa sanguínea

Glucógeno

monosacáridosGlicoproteínas

Almidón

Sacarosa

Disacáridos

Visión general del anabolismo de los carbohidratos

Fosfoenolpíruvato

Piruvato

Oxalacetato

Glucosa 6 P

Glucosa

Lactato

Glucógeno

Almidón

glicerol

Dihidroxicetona P

Gliceraldehido 3 P

Metabolitos del ciclo de Krebs

Aminoácidos glucogénicos(Aspartato, Glutamato)

Glucogénesis

gluconeogénesis

Ruta del glioxialato

Gluconeogénesis

Glucosa

Glucosa 6P

Frutosa 6P

Frutosa 1,6 bi P

P de Dihidroxicetona Gliceraldehido 3 P

1,3 Bi fosfoglicerato

2 fosfoglicerato

3 fosfoglicerato

Piruvato

Fosfoenolpiruvato

ATP

ADP

ATP

ADP

Gliceraldehido 3 P

Pi +NAD+

NADH + H+

ADP

ATP

H2O H2O

ADP

ATP

ADP

ATP

Pi +NAD+

NADH + H+

Fosfoenolpiruvato

Comparte las 7 reacciones reversibles de la glucolisis

3 reacciones irreversibles que deben ser rodeadas

Gluconeogénesis

Glucosa

Glucosa 6P

ATP

ADP

hexoquinasa

Fructosa 6 P

ATP

ADP

Fosfofrutoquinasa

Fructosa1,6 bi P

Reacción irreversible

Fosfoenolpiruvato

Piruvato

1

ATP

ADP

Cada reacción debe ser rodeada para hacer posible la transformación en sentido inverso

Rodeo de reacción: Vía diferente

Con enzimas diferentes Sistema de reacciones

Piruvatoquinasa

Piruvato

Piruvato

Glucosa 6P

GlucosaPi Enzima: Glucosa 6 bi Fosfatasa

Frutosa 6PPi Enzima: Frutosa 1,6 bi Fosfatasa

ATP

ADPEnzima: Hexoquinasa

ATP

ADPEnzima: Fosfofructo quinasa

Frutosa 1,6 bi P

Mitocondria

Aérobico

Citosol

Anaeróbico

Gluconeogénesis

E1: Piruvato carboxilasaCO2 + ATP

ADP + Pi

Oxalacetato

E1

MalatoPi +NAD+

NADH + H+

E2

E2: Malato deshidrogenasa

Malato

Oxalacetato

NAD+

NADH + H+

E2

GTP

FosfoenolpiruvatoCO2 + GDP

E3

E3: Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa

Rodeo de las reacciones irreversibles

Reacciones de rodeo en la gluconeogénesis

1-. Carboxilación (mitocondria)

C = O

COO-

CH3

CO2 ATP+ + ADP APi+ +C = O

COO-

CH2

COO-

Piruvato Oxalacetato

Enzima: Piruvato CarboxilasaLa enzima requiere la coenzima Biotina.La enzima es alostérica, modulador positivo, el acetil CoA,La reacción requiere Mn+2

2-. Reducción (mitocondria)

L-Malato

NADH H++ + +C = O

COO-

CH2

COO-

Oxalacetato

HO - C - H

COO-

CH2

COO-

NAD+

Enzima: Malato Deshidrogenasa (Mitocondrial)

Rodeo para convertir piruvato en fosfoenolpiruvato


3-. Deshidrogenacion (Citosol)

NAD++ +

L-Malato

HO - C - H

COO-

CH2

COO-

NADH + H+C = O

COO-

CH2

COO-

Oxalacetato

Enzima: Malato Deshidrogenasa (citoplasmática)

4-. Descarboxilacion (Citosol)

Enzima: Fosfoenolpiruvato Carboxiquinasa (citoplasmática)

COO-

C = O

COO-

CH2

COO-

GTP+ +C - O

CH2

CO2

FosfoenolpiruvatoOxalacetato

SI P + GDP


Rodeo para convertir Fructosa 1,6 bi fosfato en Frutosa 6 Fosfato: Hidrólisis (citosol)

O CH2 - PP – O2HC

H2O+

O CH2 OHP – O2HC

Pi+

Fructosa 1,6 bi fosfato Fructosa 6 fosfato

Enzima: Fructosa 1,6 Fosfatasa

Rodeo para convertir Glucosa 6 fosfato en Glucosa: Hidrólisis (citosol)

O

CH2O - P

H2O+Pi+

Glucosa 6 fosfato

O

CH2OH

Glucosa

Enzima: Glucosa 6 fosfatasa

1,3 bi fosfoglicerato

3 fosfoglicerato

2 fosfoglicerato

(2) Fosfoenolpiruvato

(2) Oxalacetato

(2) Piruvato

Balance energético de la gluconeogénesis

Molécula Producido Consumido Neto

ATP 0

GTP 0

NADH 0

La síntesis de glucosa a partir de piruvato esenergéticamente costosa

Requiere

6 enlaces fosfato de altaenergía

2 molecs. DeNADH

4

2

2

-4

-2

-2

Ecuación general de la gluconeogénesis

22 4 2 2 2 6 cos 6 + 4ADP + 2GDP + 2NAD 5piruvato ATP GTP NADH H H O glu a P Pi

Desde piruvato hasta glucosa 6P

4 ATP

2 UTP

2NADH + H+

2 Piruvato (3C)

Glucosa 6 P (6C)

Gluconeogénesis

Producto

Sustrato

Resumen de la gluconeogénesis

Tipo de proceso

Anabólico Precursor

Piruvato

Productos

glucosa

Energética

Consume4 ATP2 GTP2 NADH

Condiciones

Aeróbico yAnaeróbico

No es estrictamente lareacción inversa de laglucolisis.

Tres reacciones distintas“Reacciones de rodeo”

Biosintetico

Gluconeogénesis

GLUCOGENÉSIS

GLUCOGÉNESIS

Biosíntesis

Almidón Glucógeno

Ocurre citosolCloroplatos y amiloplastos

HígadoMúsculos

Precursor activo

UDP-glucosaSíntesis del glucógeno

ADP-glucosaSíntesis del almidón

Preiniciación

Iniciación

Alargamiento

Etapas

Aspectos generales

OH

Grupo D-glucosiloUridina

Uridin Tri fosfato

Transportadores de restos glucósidos

Plantas

Etapas de la glucogénesis

Etapa de preiniciación: Formación del precursor UDP-glucosa

Enzima: Fosfoglucomutasa

O

CH2O - P

O

CH2OH

O - P

Glucosa 6 P Glucosa 1 P

UDP-Glucosa

Intermediario de alto contenido energético, donador de unidades de glucosilo.

O

CH2OH

O - P

+ UTP

Glucosa 1 P Uridin Tri fosfato

OH

+ PPi

Grupo D-glucosiloUridina

2Pi

energía

Enzima: glucosa 1 P uridil Trasferasa

Síntesis del glucógeno

Etapa de iniciación: Punto de partida de la síntesis


Se requiere de una molécula cebadora para iniciar la polimerización.

La reacción se repite hasta que se hallan unido 7 residuos de glucosilos.

Se inactiva glucosil transferasa

El UDP-glucosa dona residuos glucosilos al extreno no reductor de la cadena.

Glucogenina

G OH

GlucosilTransferasa

G O

G O

Enlaces glucosídicos (1 4)a

UDP-Glucosa

UDP

ATP+UTP + ADP

Nucleosido difosfatoquinasa

Glucosa 1 P

+Refosforilación

Etapa de alargamiento y ramificación


G O

Actúan dos enzimas

Glucógeno Sintetasa


UDP-Glucosa

UDP

ATP+ UTP + ADP

Glucosa 1 P

+

G O

Enzima ramificante:Amilo-(1,4 1,6)-Transglucosidasa

G O


Alargamiento de la cadena

Glucógeno Sintetasa

. . . . .

. . . . .


Etapa de alargamiento y ramificación

Ecuación general

1Glucosa (Glucosa) UDP + (Glucosa)n nUDP

Glucógeno

G

Glucógenosintetasa

Enzima ramificante

G


Síntesis del almidón

+ ATP +ADP-Glucosa PPi

2Pi

energía

Glucosa 1 P-adenil-Transferasa

Glucosa 1 P

G O

ADP-Glucosa

ADP

G O

Almidón Sintasa


Por cada molécula de ADP-Glucosa se necesita un ATP.

Amilosa

G O

Enzima ramificante:

Amilo-(1,4 1,6)-Transglucosida.


. . . .

. . . .

Amilopectina

PRINCIPALES DESTINOS DE LA GLUCOSA

GLUCOSA

Glucogeno, Almidon, Sacarosa

Ribosa 5 fosfato Piruvato

Oxidación vía glucólisisOxidación vía ruta Fosfato de pentosas

Almacenamiento

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