glucogeno & gluconeogenesis

8/9/2019 Glucogeno & gluconeogenesis

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Por qu gluconeognesis?

Qu es la gluconeogenesis?

mircoles 24 de marzo de 2010


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Gluconeognesis

Sintsis de glucosa a partir de precursores simples(lactato o piruvato) Ocurre principalmente en el hgado en mamferos

(cortex renal)

Tambin ocurre en otros animales, plantas, hongos y

microorganismos. Su funcin principal es proveer de glucosa a otros

organos cuando sta se ha agotado. Est regulada por glucagon, enzima producida por el

pncreas como seal de baja glucosa. Es necesaria en mamferos, ya que el cerebro (120 g/

da), el sistema nervioso, los eritrocitos, testculos,

mdula renal y el tejido embrionario requieren glucosa

de la sangre como su nica o principal fuente deenerga.mircoles 24 de marzo de 2010


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Glucosa

G6P

F6P

F1,6BP

G3P

1,3BPGlicerato

3PG

2PG

PEP

Piruvato

ATP

ATP

ATP (x2)

ATP (x2)

NADH (x2)

Breve revisinde gluclisis Hexocinasa

Fosfoglucosa isomerasa

Fosfofructocinasa

Aldolasa

Triosafosfato

isomerasa

G3P deshidrogenasa

Fosfoglicerato kinasa

Fosfogliceromutasa

Enolasa

Piruvato cinasa

Dihidroxiacetona fosfato



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Los pasos en que difieren la gluclisis y la gluconeognesisson, al mismo tiempo, los puntos de regulacin y vinculacin

con otras rutas.



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Glucosa

G6P

F6P

F1,6BP

G3P

1,3BPGlicerato

3PG

2PG

PEP

Piruvato

ATP

ATP

ATP (x2)

ATP (x2)

NADH (x2)

Breve revisinde gluclisis Hexocinasa


Fosfofructocinasa

Aldolasa

Triosafosfato

isomerasaG3P deshidrogenasa


Fosfogliceromutasa

Enolasa

Piruvato cinasa

Dihidroxiacetona fosfato



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Glucosa

G6P

F6PF1,6BP

G3P DHAP Glicerol

1,3DPG

3PG

2PGPEP

Oxaloacetate

Lactato Piruvato Algunos AAs

Algunos AAs

(Hexokinasa) G6P fosfatasa


(Fosfofructokinasa) Fructosa 1,6-Bifosfatasa

Triosafosfatoisomerasa

G3P deshidrogenasa


Fosfogliceromutasa

PEP carboxikinasa

Piruvato carboxilasa (requiere biotina carboxilada por acetilCoA en PC)

Enolasa

(En lugar de lapiruvato cinasa)



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Los pasos en que difieren la gluclisis y la gluconeognesisson, al mismo tiempo, los puntos de regulacin y vinculacin

con otras rutas.



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Regulacin.

Si no hay regulacin es posible que la gluclisis (queusa glucosa) y la gluconeognesis (que la forma)entren en un ciclo futil. El ciclo futil resulta en la

hidrlisis de ATP y generacin de calor.



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NADH/NADcyt es 105menor que NADH/

NADmit



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-Piruvato carboxilasa: Dependede AcCoA, que la activaalostricamente, ya que eloxaloacetato es un intermediario

en gluconeognesis pero tambinen el TCA.

- Niveles altos de AcetilCoAindican necesidad deoxaloacetato.

- Niveles altos de ATP permitenque el oxaloacetato se consumaen gluconeognesis, pero si elATP est bajo, el oxaloacetatoentrar en el TCA tras condensar

con AcetilCoA.Anaplertica - Interviene engluconeognesis y TAMBIENcontrola niveles de intermediariosdel TCA a nivel del oxaloacetato.



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Rojo: Bacteria y Archae ! Azul: Animales ! Verde: Plantas y levaduras Naranja: regulacin

Reaccin primer by-pass: Piruvato + ATP + GTP + HCO3

- --->

! ! ! ! ! PEP + ADP + GDP + Pi + CO2mircoles 24 de marzo de 2010


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Fructosa 1,6 bifosfatasaHidrlisis del fosfato

Glucosa 6 fosfatasa



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Glucosa

G6P

F6PF1,6BP

ATP

ATP

Hexocinasa


FosfofructocinasaAqu, por accin

de PFK-2 sepuede formar

F2,6BP

Segundo by-pass



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Los niveles de regulacin son varios, uno de ellos se basaen la regulacin alostrica de la fosfofructokinasa por la

F2,6BP (producida por PFK2, regulador cuyo niveldepende del glucagon en sangre, baja glc aumentaglucagon)



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F6P

F1,6BP

AMP F2,6P Citrato

AMP F2,6P Citrato

Tanto el AMP como laF2,6BP estimulan a laPFK, promoviendo la

produccin de ATP vagliclisis.

Si los niveles deF2,6BP son bajos, seestimula la accin de labifosfatasa lo que

estimula la

Concepto de ciclo de sustrato



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Regulacin por F2,6BP

-D-fructosa 2,6-bifosfato - Se produce en niveles elevados de

F6P (y por ende la glucosa), activa a la PFK y por lo tanto lagluclisis.



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Ambas PFK2 (que forma F2,6BP) y FBP2 (que lo transforma en F6P), son parte de lamisma protena bifuncional (53 KDa), controlada recprocamente por fosforilacin de unaserina.

Cuando la glucosa est baja en sangre, elglucagn se secreta y la cascada de sealesestimula la fosforilacin y sta a su vezfavorece la actividad de la FBPasa2 e inhibe

la PFK2, bajando los niveles de F2,6BP yestimulando la gluconeognesis.

Cuando la glucemia se eleva, la enzima sedefosforila y la actividad PFK2 predomina,aumentando los niveles de F2,6BP yestimulando la gluclisis.



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Gluconeognesis & gluclisis

Control recproco

Piruvato cinasa - Inhibida por ATP Glicolisis Estimulada por F1,6BPPiruvato carboxilasa - Inhibida por ADP Gluconeogen 1er bypass Estimulada por acetilCoPEP carboxicinasa - Inhibida por ADPFosfofructokinasa 1- Estimulada por AMPF1,6BP bifosfatasa 1 - Inhibida por F2,6BP



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Tercer by pass Conversin de glucosa 6 P a Glucosa

Glucosa 6P + H2O glucosa + Pi

Reaccin catalizada por la glucosa 6-fosfatasa

Enzima activada por Mg2

+ solo presente en hepatocitos yclulas renalesNo presente en msculo o cerebro



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Gluconeogenesis

2 piruvato + 4 ATP +2GTP + 2NADH + 4H2O ----->

! glucosa + 4ADP + 2GDP + 6Pi + 2NAD+ + 2H+Ggluconeognesis = -16 kJ/mol

G glicolisis= -63 kJ/mol


El ciclo de Cori


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El ciclo de Cori

Las lactato deshidrogenasas son diferentes en diferentes tejidos

COO-

|C=O|

CH3

+ NADH + H+

COO-

|H-C-OH|

CH3

+ NAD+ + H+

Glucosa

Piruvato

Lactato

Glucosa

Piruvato

Lactato

Sangre

Hgado Msculo

Cuesta 6Enlaces fosfatos

Produce 2Enlaces fosfatos


Los aminocidos como precursores de glucosa


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Los aminocidos como precursores de glucosa

Segn punto de entrada


Posibles rutas de uso de glucosa en clulas de


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plantas superiores y animles




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plantas superiores y animles

Glucosa

Ribosa 5 fosfato Piruvato

Glucgeno, almidn, sacarosa

Almacenamiento

Oxidacin va glicolisisOxidacin va PPP



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Metabolismo de glucgeno



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Sntesis de glucgeno


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Sntesis de glucgenoLa degradacin y la sntesis de glucgeno (y la de casi cualquier

otro compuesto) proceden por vas alternas que pueden ser reguladas

de manera independiente.

Azucar nucletidos

Azucares activados

Su formacin es

irreversibleEl grupo nucleotidil facilita

la transferencia al facilitar eataque nucleoflico

Los azcares activadosforman una reserva apartede otros azcares que

sern destinados a otras

cosas


Generacin de los precursores del glucgeno


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Reaccin neta: G6P + UTP -----> UDP-glucosa + 2

p g g


Sntesis de glucgeno


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Sntesis de glucgeno

1- G6P G1P (fosfoglucomutasa)2- G1P + UTP UDP-G + PPi (UDP-glucosa pirofosforilasa)3- PPi + H2O 2Pi (pirofosfatasa)4- UDP-G + glucgenon glucgenon+1 + UDP (sintasa)5- UDP + ATP UTP + ADP (nuclesido difosfocinasa)

Total

G6P +ATP + glucgenon + H2O glucgenon+1 + ADP +2Pi

En total, la oxidacin completa de una molcula de G6Pproduce 37 ATP


Generacin de las cadenas principales


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p p(enlaces -1,4) del glucgeno

Glucgeno sintasa


Generacin de las cadenas laterales (ramificaciones,


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enlaces -1,6) del glucgeno

Se transfieren bloques de aprox. 7 residuos en 1,4 (incluyendo unextremo no reductor y tienen que provenir de una cadena de por lo

menos 11 residuos) a un punto de ramificacin NO MAS cercanode 4 residuos de otro punto de ramificacin.

Por lo tanto la "ramificasa" y la "desramificasa" NO catalizanexactamente la misma reaccin.



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El proceso completo


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Enzimas que participan en la degradacin de glucgeno


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Una buena parte de las enzimas necesarias para la

degradacin YA estn en los grnulos, y son reguladas porfosforilaciones reversibles que aumentan o disminuyen suactividad cataltica en respuesta a seales celulares (cAMP)

Fosforilasa

Transferasa

-1,6-glucosidasaForman parte del mismopolipptido de 160 kDa.



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Participacin del piridoxal fosfato


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PLP (derivado de B6 - piridoxina)

Lisina en sitio activo de fosforilasa amino (formando una base de Schiff)

Donador y aceptor de protones

In carbonio

ortofosfato



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Debranching enzyme


Regulacin


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La regulacin de sntesis & degradacin gira en torno a cAMP y

hormonas. Epinefrina y glucagn son glucogenolticas (a nivel de msculo e hgado, respectivamente).

La insulina, glucogenognica, sobre todo a nivel de hgado.

La armonizacin entre sntesis & degradacin se opera porfosforilacin en serina de la fosforilasa por una fosforilasa kinasa(dando fosforilasa a - activa) mientras que una fosforilasa fosfatasa lainactiva por defosforilacin (fosforilasa b).


Regulacin


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Cascada de regulacin:

1- Hormonas (epi & glcgn) activan a la adenilato ciclasa.

2- El cAMP generado activa una protena cinasa (alostricamente).3- La cinasa fosforila a la fosforilasa Y a la sintasa, con efectos opuestos. La primeraes ACTIVADA y la segunda INACTIVADA.

4- Los efectos opuestos, mediados tambin por hormonas en respuesta a niveles de

glucosa circulantes, se logran mediante activacin de fosfatasas, que directa oindirectamente activan la actividad de fosforilasa revirtiendo la fosforilacin mediadapor la cinasa.

5- A nivel de hgado, la fosforilasa es el sensor de glucosa mediante;

A- Comunicacin entre la Ser-fosfato y el sitio alostrico para glucosa.

B- Uso de la MISMA fosfatasa para inactivar fosforilasa y activar la sintasa.

C- La unin de la fosfatasa a la fosforilasa a para evitar su activacin.



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Fosforilasa a


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Favorece fosforolisis sobre hidrlisis


Fosforilasa b


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VON



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