claseglicolisis lilliam 2009

8/14/2019 ClaseGlicolisis lilliam 2009

1/43

Contenido

1. Vias Metablicas de los CHO:

Glicolisis (degradacin de la Glucosa) Gluconeogenesis (lactato, AA a glucosa)

Glucogenogenesis (glucosa a glucgeno)

Glucogenolisis (glucgeno a glucosa)

Ruta de las Pentosas (degradacin de la glucosa)

2.Regulacin de los procesos metablicos

3.Aspectos clnicos relacionados con defectos enel metabolismo de los CHO.


2/43


3/43

Sntesis de glucgeno usualmente a partirde glucosa (aunque el lactato del msculo

puede ser una fuente de glucgeno)Glucgeno-genesis

Vias del Metabolismo de la Glucosa (cont.)

Degradacin del glucgeno por el hgado

para: producin glucose o para producirenerga para el trabajo muscular.

Glucgeno-

lisis NADPH para reacciones biosintticas azcar ribosa para la produccin de

Ac. nucleicos

Via de lasPentosa

fosfato


4/43

Gliclisis, el Ciclo de Krebs, laCadena de Transporte de

electrones y la Fosforilacin

oxidativa:

Las vias metablicas que

transfieren la energa libre desdela glucosa al ATP


5/43

H2O

Aminocidos cidosgrasos

Glucosa

PiruvatoCO2

Acetil-CoA

CicloCiclodede

KrebsKrebs

NADH, FADH2(Transportadores e- reducidos)

Cadena respiratoria(Transferencia e-)

2H+ + O2

ADPADP ATPATP+ Pi

ee--

ee--

ee--

ee--


6/43

Gliclisis-Contenido

Los 10 pasos enzimticos de interconversinqumica de la glucosa

Rendimiento energtico

Mecanismos que controlan el flujo demetabolitos a travs de la via

Entrada de otros azucares a la via

Coneccin con El Ciclo de Krebs, CR y FO


7/43

Carbohidratos de la dieta:

Tubo digestivo

Intestino delgado

Clula

digestin

absorcin deglucosa

metabolismo


8/43

file:///A:/Themechanismofglucoseuptakeintocellspp_files/img006.gif

El mecanismo de la captacin de

glucosa por las clulasLa glucosa entra a lasclulas por DifusinFacilitada a favor de un

Gradiente de concentracinLa entrada de la Glucosaenvuelve una familia deprotenas transportadoras

de Glucosa (GLUTs). Ellasson especficas de cadatejido. Estimuladas por lainsulina, excepto en hgado.


9/43

Intestino

glucosaviasangre

cerebro

CO2

Msculo

glucgeno

TejidoAdiposo

grasa

hgado

triacilglicerol

glucgeno

Pncreas

insulina

Acidosgrasos

CO2

Eventos metablicos de la glucosa


10/43

Va metablica Central para la degradacin deCHO (Glucosa) para la generacin de energa y deintermediarios metablicos biosintticos para

otras rutas

Bajo cond. anaerbicas se recupera solo el 5% dela energa que estara disponible por elmetabolismo oxidativo

Ocurre en el citosolde las clulas eucariotas

Visin Global del Catabolismo de laGlucosa: GLICOLISIS


11/43

Glicolisis:

glucosa + 2ADP +2Pi + 2NAD 2piruvato+2ATP+2NADH+2H++2H2O

Rendimiento energtico 8 ATP


12/43

El destino ulterior del piruvato va a depender del organismoque se considere y de sus circunstancias metablicas


13/43

Condiciones Aerbicas : el aceptor final delos electrones en la cadena de transportede electrones es el oxgeno molecular (O2).

Condiciones Anaerbicas : el aceptor finalde los electrones NO es el oxgeno (O2)

sino una molcula orgnica. Rinde menosenerga que en condiciones aerbicasporque el ciclo de Krebs opera bajocondiciones aerbicas.

Respiracin Celular


14/43

En organismosaerobios


15/43

2 ATPs son usados,para sintetizar

azcares - P

Glucosa es escindida

para formar 2 mol.

Gliceraldehido-3-fosfato

Estado Preparatorio: fase de inversin deenerga

Glucosa

Glucosa

6-fosfato

Fructosa

6-fosfato

Fructosa

1,6-difosfato

Dihidroxiacetona

fosfato (DHAP)

Gliceraldehido

3-fosfato

(GP)

1

2

3

4

5

Enzimas

1- Hexocinasa

2- Fosfoglucosa isomerasa3- Fosfofructoquinasa

4- Aldolasa

5- Triosafosfato isomerasa


16/43

2 molculas deGliceraldehido-3-fosfato se oxidan a2 Piruvato

Se producen:

4 ATP

2 NADH

Fase de generacin de Energa

1,3-difosfoglicerato

3-fosfoglicerato

2-fosfoglicerato

Fosfoenolpiruvato

(PEP)

6

7

8

9

10

Piruvato

Enzimas

6-Gliceraldehdo 3P Dhasa

7- Fosfoglicerato quinasa

8- Fosfoglicerato mutasa

9- Enolasa

10- Piruvato quinasa


17/43

Resultado neto de la Gliclisis

2 moleculasde piruvato

Glucosa

Adicional al piruvato, los productosnetos son: 2 ATP y 2 NADH


18/43

glucosa (6C)Gliclisis

2 ATP

2 ADP

(2) gliceraldehido-3-fosfato (3C)

(2) piruvato (3C)

4 ADP

4 ATP

2 NAD+

2 NADH+2H+(oxidacinde CHO)

RespiracinvariasoxidacionesCO2, H2O,2 NADH + 2H+

Lactato,etanol,otros

2 NAD+

(reduccin de CHO)

Fermentaciones

ATPempleados

ATPproducidos


19/43


20/43

Via Glicoltica

1Adicindegruposfosforilosparaactivarlaglucosa.

2. Convertir los intermediarios encompuestos fosforilados de alta energa.

3. Acoplar la transferencia de gruposfosfatos al ADP para formar ATP.


21/43

Cada uno de los 10 pasos de la Glicolisis escatalizado por una enzima especifica.

Fase I Un estado preparatorio en el cual laglucosa es fosforilada y escindida para rendir2 moleculas de gliceraldehido-3-fosfato -emplea 2 ATPs

Fase II gliceraldehido-3-fosfato es convertidoa piruvato con la concomitante generacion de 4ATPs-netos. La ganancia es 2ATPs por molcula

de glucosa.

Via Glicoltica


22/43

Glucosa + ATP => Glu-6-P + ADP

Glu-6-P Fru-6-P

Fru-6-P + ATP => Fru-1,6 bi-P + ADP

Fru-1,6 bi-P G-3-P + DHAP

DHAP G-3-P

Neto:

Glucosa + 2 ATP => 2 G-3-P + 2 ADP

Suma de las Reacciones 1ra Fase


23/43

6. 2 G-3P + 2Pi + 2NAD+ 2 1,3 biPGli + 2NADH+2H+

7. 2 1,3-biPGli + 2 ADP 3-PGli + 2 ATP

8. 3-P Gli 2-PGli9. 2-PGli 2 PEP

10. 2PEP + 2ADP => 2Piruvato + 2ATP

Neto:

2 G-3-P + 2 Pi + 4 ADP + 2NAD+ => 2 Piruvato + 4 ATP +

2 NADH + 2 H+ + 2 H2O

Reacciones (6-10)


24/43

Hexoquinasa

Baja especificidad por diferentes azucares (fosforila varias hexosas fructosa, manosa-

Especfica para diferentes tejidos

Hexoquinasa en msculo inhibida alostricamente por el ATP

Hexokinasa en cerebro - NO es inhibida alostricamente por el ATP

Glucoquinasa- heptica: controla los niveles de glucosa sangunea.

O

OH

H

OH

OHH

CH2OH

HH

OH H

OH

OH

H

OH

H

OHH

OH

CH2

OPO3

2-

H+ ATP + ADP + H+

Glucosa Glucosa-6-fosfato

Mg++


25/43

Glucosa 6- P: una encrucijada en elmetabolismo

Piruvato

Esta reaccin atrapa la Glucosa en la clula

Glucgeno

Ruta de lasPentosasfosfato

Glucosa

GliclisisDegradacin glucosa

GluconeognesisSntesis glucosa

Glucosa 6- P


26/43

Fosfoglucosa Isomerasa

OH

CH2OH

H

OH H

H

O

-2O3POCH2

HO

OH

OH

H

OH

OHH

OH

CH2OPO32-

H

H

Glucosa 6 fosfatoGlucosa 6 fosfato FructosaFructosa 66 fosfatofosfato


27/43

Fosfofructoquinasa-1

Fructosa-6-fosfato Fructosa-1,6-bifosfato

- Segunda reaccin irreversible de la Gliclisis- Enzima que limita la velocidad de la gliclisis, regula elflujo de carbono a travs de la Gliclisis

- Paso Irreversible, no puede tomar otra via

- El unto de control de la Gliclisis

OH

CH2OH

H

OH H

H

O

-2O3POCH2

HO

OH

CH2OPO3-2

H

OH H

HO

-2O3POCH2

HO+ATP +ADP

Mg++


28/43

Aldolasa

CH2

OPO3

-2

C O

C

C

C

HHO

OHH

OHH

CH2OPO3-2

CH2OPO3-2

C O

C HHO

H

C OHH

CH2OPO3-2

H O

+

Dihidroxiacetonafosfato (DHAP)

Gliceraldehido-3-fosfato (GAP)

Fructosa -1,6 bifosfato(FBP)

Ruptura Aldlica (inverso de la condensacin aldlica)


29/43

Triosa fosfato Isomerasa

Gliceraldehido - 3 fosfato(G3P)

Dihidroxiacetona fosfato(DAP)

Triosa fosfatoIsomerasa

Isomeriza la DAP en G3P que es el sustrato de la

siguiente reaccin


30/43

Gliceraldehido-3-fosfatodeshidrogenasa

Genera el 1er intermediario de super alta energa

Usa fosfato inorgnico para crear 1,3 bifosfoglicerato

C

CH2OPO32-

OHH

HO

C

CH2OPO32-

OHH

OPO32-

O

+NAD+ +Pi +NADH+H+

Gliceraldehido 3 fosfato 1,3 bifosfoglicerato(un acil fosfato)

OJO

Equivalentesreductores

Todas X2


31/43

1,3 - bifosfoglicerato 3 - fosfoglicerato

Fosfoglicerato Quinasa

Mg2+

Primera Fosforilacin a nivel de sustrato --- ATP

ATPATP

Elevado potencial de

transferencia de grupo

X2Se recuperan los ATP invertidos en la 1ra. fase


32/43

3 - fosfoglicerato 2 - fosfoglicerato

Fosfoglicerato mutasa

Activacin del 3 fosfoglicerato: (preparacin para lasntesis del siguiente compuesto de sper alta energa)

Mg2+


33/43

Enolasa

fosfoenolpiruvato

Se genera un 2do compuesto de sper alta energa

Mg2+

Elevada energa libre de hidrlisis+2 - fosfoglicerato

(Un ester fosfato)


34/43

Reacciones acopladas...(Ej., en la fosforilacin a nivel de sustrato

PEP ADP

Piruvato ATP

exergnica endergnica

PEP + ADP piruvato + ATPenzima


35/43

El poder Oxidante del NAD+debe ser reciclado

1. Bajo condiciones anaerbicas en el msculo elNADH reduce al piruvato a lactato (fermentacin

lctica) y el NAD+ es regenerado.3. Bajo condiciones aerbicas, los NAD reducidos

transfieren sus electrones a la CTE, reciclando elNAD+ requerido en la Glicolisis.

El NADH producido debe ser convertido denuevo a NAD+ . Si el pool de NAD se agota, la glicolisis se

pararia


36/43

Existen dos mecanismos diferentes para el transporte hasta la

mitocondria de los equivalentes de reduccin contenidos en el NADH.H+

producido en el citoplasma:

a) La lanzadera malato-aspartato.

b) La lanzadera del glicerofosfato.

Implican la transferencia de equivalentes reductores a travs de la membranaMitocondrial por la va de los pares de sustratos , ligados por deshidrogenasas

apropiadas, las cuales son necesarias que se encuentren a ambos lados de la

membrana


37/43

L d Gli l 3 f f t d hidL d Gli l 3 f f t d hid


38/43

Lanzadera Glicerol 3- fosfato deshidrogenasaLanzadera Glicerol 3- fosfato deshidrogenasa

Gluclisis

Dihidroxiacetonafosfato

Glicerol 3-fosfato

Matriz

Glicerol 3-fosfato

deshidrogenasacitoslica

Glicerol 3-fosfatodeshidrogenasa

mitocondrial

Mas activa clulas musculares

L d Gli l 3 f f t d hidL d Gli l 3 f f t d hid


39/43

Lanzadera Glicerol 3- fosfato deshidrogenasaLanzadera Glicerol 3- fosfato deshidrogenasa


40/43

Lanzadera Malato - Aspartato

Los equivalentes de reduccion contenidos en el NADH.H+

producido en el citoplasma son transferidos al oxalacetato para

formar malato, en una reaccion catalizada por la enzima malato

deshidrogenasa citoplasmatica

El Malato puede atravesar las membranas mitocondriales y entrar en la matrix mitocondrial. Una

vez alli el malato es deshidrogenado por la enzima mitocondrial malato deshidrogenasa:

El oxalacetato es transaminado a aspartato, el cual sale de la mitocondria y una vez en el citosol,

es transaminado a oxalacetato comenzando un nuevo ciclo.


41/43

ATP producidos de la completa oxidacin de

1 glucosa empleando respiracin aerbica.

4304Total

4-

0

delFADH

182Ciclo Krebs6

6

delNADH

Fosforilacinoxidativa

0

Descarbox.

Oxidativa

2Glicolisis

Fosforilacin

a nivel de

sustrato-

VIA

ATPs producidos por la oxidacin total de


42/43

ATPs producidos por la oxidacin total deuna molcula de Glucosa

38 ATP

C l l i di i t d ATP


43/43

Cual es el mximo rendimiento de ATP enel catabolismo aerbico de la glucosa?

Glicolisis:glucosa 2piruvato + 2NADH+2ATP 8 ATPs

Piruvato Deshidrogenasa:2piruvato 2acetil CoA + 2NADH 6 ATPs

CK:acetil CoA2CO2+3NADH+FADH2+GTP 12ATPsx2

claseglicolisis lilliam 2009

Documents