ut ii.- metabolismo de glúcidos

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T 18-glicolisis UT II.- Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de gl gl gl gl gl gl gl gl ú ú ú ú ú ú cidos cidos cidos cidos cidos cidos cidos cidos Tema 3. Tema 3. - - Degradaci Degradaci ó ó n de n de gl gl ú ú cidos cidos Digesti Digesti ó ó n de n de gl gl ú ú cidos cidos de la dieta de la dieta Degradaci Degradaci ó ó n de glucosa por n de glucosa por GLUCOLISIS 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 Lanzaderas Lanzaderas Incorporaci Incorporaci ó ó n a la n a la glucolisis glucolisis de otros az de otros az ú ú cares cares

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Page 1: UT II.- Metabolismo de glúcidos

T 18-glicolisis

UT II.- Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de Metabolismo de

glglglglglglglglúúúúúúúúcidoscidoscidoscidoscidoscidoscidoscidos

Tema 3.Tema 3.-- DegradaciDegradacióón de n de glglúúcidoscidos

•• DigestiDigestióón de n de glglúúcidoscidos de la dietade la dieta

•• DegradaciDegradacióón de glucosa por n de glucosa por GLUCOLISISGLUCOLISIS::

�� CaracterCaracteríísticas y reacciones sticas y reacciones

�� Balance quBalance quíímico y energmico y energéético ATPtico ATP

�� RegulaciRegulacióón de la n de la glucolisisglucolisis

�� LanzaderasLanzaderas

��IncorporaciIncorporacióón a la n a la glucolisisglucolisis de otros azde otros azúúcarescares

Page 2: UT II.- Metabolismo de glúcidos

Los monosacáridos son los únicos glúcidos que se abs orbena través de la mucosa intestinal con transporte act ivo

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

ALIMENTOS

La αααα-amilasa (salivar y pancreática) y la glucosidasa (intestinal)

(*)

Page 3: UT II.- Metabolismo de glúcidos

DIGESTIÓN DE GLÚCIDOS

Page 4: UT II.- Metabolismo de glúcidos

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

ESQUEMA QUE RELACIONA

LAS VÍAS METABÓLICAS

PARA LOS GLÚCIDOS

Degradaciónpiruvato

Page 5: UT II.- Metabolismo de glúcidos

GLUCOSA

• Glucolisis o glicolisis es una ruta catabólica de 10 reacciones

enzimáticas: TRES IRREVERSIBLES

• Su función es la degradación de glucosa para la obt ención 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 e n todas las

células.

2 PIRUVATOS

GLUCOLISIS:Ruta CATABÓLICA para la degradación de la glucosa a piruvato

- Características generales:

Page 6: UT II.- Metabolismo de glúcidos

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

•Fases y Reacciones

• Sustratos : Hexosas-P y triosas-P

• Enzimas: deshidrogenasas

kinasas, isomerasas y mutasas

• Cofactores: NAD+ / NADH

• ATP / ADP

Page 7: UT II.- Metabolismo de glúcidos

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.

hexoquinasa

Glucosa (G) Glucosa 6-P (G6P)

Fosfoglucosaisomerasa

Glucosa 6-P (G6P) Fructosa 6-P(F6P)

2.-Isomerización de la G-6-P

La aldosa (C1=O) se transformaen cetosa (C2 =O )

FASE 1: fase de inversión de energía

Page 8: UT II.- Metabolismo de glúcidos

GLUCOLISIS: reacciones

3.-Fosforilación de la F-6-P

El nuevo OH del C 1 es fosforilado por ATP.

Fosfofructoquinasa 1

Fructosa 6-P (F6P) Fructosa 1, 6-P (FBP)

4.-Ruptura aldólica de la F-B-P

Se forman dos triosas, isómeros:

-gliceraldehido3-fosfato (G3P) y-dihidroxiacetona-fosfato (DHAP). Fructosa 1, 6-P (FBP)

Aldolasa

DihidroxiAcetonaFosfato(DHAP)

Gliceraldehido3-fosfato (G3P)

Page 9: UT II.- Metabolismo de glúcidos

GLUCOLISIS: reacciones

6.-Oxidación y fosforilaciónSe genera NADH y un enlacefosfato de alta energía Gliceraldehido

3-fosfato (G3P)1,3-bisfosfo

glicerato (BPG)

Gliceraldehido 3-Pdeshidrogenasa

5.-Isomerización del DHAP a G3PLa dihidroxiacetona-fosfato (DHAP)se isomeriza agliceraldehido3-fosfato (G-3P).

Solo el G-3P sigue la glicolisis.

Triosa fosfatoisomerasa

Gliceraldehido3-fosfato (G3P)

Dihidroxiacetona-fosfato (DHAP)

FASE 2

El aldehido se oxida y se fija el grupo fosfato, for mando un enlace de alta energía: enlace ACIL-FOSFATO

FASE 2: fase de obtención de beneficios

Page 10: UT II.- Metabolismo de glúcidos

GLUCOLISIS: 1ª reacción de conservación de la energía

El aldehido se oxida a ácido y se fija el grupo fosf ato, formando un enlace de alta energía: enlace ACIL-FOSFATO

Gliceraldehido-3-P

1,3-BP glicerato

Gliceraldehido 3-P Deshidrogenasa

Reacción 6: en dos pasos

Page 11: UT II.- Metabolismo de glúcidos

GLUCOLISIS: reacciones para recoger energía

Fosfogliceratoquinasa

1,3-bisfosfoglicerato (BPG)

3-fosfoglicerato(BPG)

Fosfogliceratomutasa

3-fosfoglicerato(3PG)

2-fosfoglicerato(2PG)

7.-Fosforilación a nivel de sustrato

Se transfiere un Pi desde el 1,3-BPG alADP.

8.-Isomerización

El Pi del C 3, de no muy alta energía,se traslada al C 2, a través de unintermedio bisfosforilado (2,3-BPG)

1ª reacción de conservación de la energía

El enlace ACIL-FOSFATO es de alta energía y ésta se conserva en forma de ATP

Page 12: UT II.- Metabolismo de glúcidos

GLUCOLISIS: reacciones para recoger energía

2-fosfoglicerato(2PG)

Fosfoenolpiruvato

(PEP)

Enolasa

9.-Deshidratación

Se separa una mol. de H 2O y segenera un enlace enol-fosfatode alta energía

Fosfoenolpiruvato

(PEP)

piruvato(PIR)

Piruvatoquinasa

DG’ = -31.4kJ/mol10.-Fosforilación a nivel de sustrato

Se transfiere un Pi desde el PEP alADP.

El enlace ENOL-FOSFATO es de alta energía

2ª reacción de conservación de la energía en forma d e ATP

Page 13: UT II.- Metabolismo de glúcidos

GLUCOLISIS: balance de la ruta

glucosa 2 moléculasde piruvato

Además se forman 2 moléculas de ATPy 2 moléculas de NADH

RESULTADO DE LA GLUCOLISIS

BALANCE químico y energético de la glucolisis:

Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ ------> 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2H+

La glucolisis se produce en el citoplasma celular y los NADH que descargan sus e- en el T.E.M. lo hacen en el interior mitocondrial .-���� LANZADERAS

Page 14: UT II.- Metabolismo de glúcidos

Dihidroxiacetonafosfato

Glicerol3-fosfato

Glicerol-3-fosfato Deshidrogenasacitoplasmática

Glicerol-3-fosfato Deshidrogenasa

mitocondrialCitoplasma

Matriz

Lanzadera del glicerol-P

Por cada NADH citoplásm. que se oxida por esta vía se obtienen 2 ATP.

Page 15: UT II.- Metabolismo de glúcidos

Lanzadera del malato-aspartato

Por cada NADH citoplásm. que se oxida por esta vía se obtienen 3 ATP.

αααα-cetoglutarato

Oxalacetato

Oxalacetato

Glutamato

Aspartato

αααα-cetoglutarato

Citoplasma

Malato

Glutamato

AspartatoMatriz Malato

transaminasa

transaminasa

Malatodeshidorgenasa

Malatodeshidorgenasa

Page 16: UT II.- Metabolismo de glúcidos

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

Page 17: UT II.- Metabolismo de glúcidos

REGULACIÓN GLUCOLISIS:(1) Hexokinasay 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

Page 18: UT II.- Metabolismo de glúcidos

GLUCOLISIS: REGULACIÓN (2)

PFK1 es regulada por niveles de metabolitos

ATP + Fructosa-6-P Fructosa-1,6-bisP + ADP

AMP

ATP

Fosfofructo kinasa 1

baja energía

alta energía

Fruc-2,6-bisP Efector +

Citrato consigue energía

Activa

inhibe

Enzima alostérica

CINÉTICA SIGMOIDE: comportamiento alostérico

Page 19: UT II.- Metabolismo de glúcidos

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 acción hormonal, mediante fosforilación / defosforilación

Page 20: UT II.- Metabolismo de glúcidos

REGULACIÓN GLUCOLISIS(3) Piruvatokinasa (PK)

Fosfo-enol-piruvato PiruvatoATP

AlaninaAcetil-CoA

piruvatokinasa

Fruc-1,6-bisP Sustrato glucolitico

•alta energía•consigue piruvato•consigue energía

En hígado, la PK resulta inhibida por fosforilación

Activa

inhibe

Page 21: UT II.- Metabolismo de glúcidos

Incorporación de DISACÁRIDOS a la GLUCOLISIS

Sacarosa -------------> fructosa + glucosasacarasa

Lactosa --------------> galactosa + glucosalactasa

Maltosa --------------> 2 glucosamaltasa

La hidrólisis de disacáridos produce monosacáridos que se incorporan a la glucolisis por diferentes vía s:

La fructosa puede incorporarse por dos vías, en dependencia del tejido:

1.- Se fosforila a F6P y se incorpora a la glicolisis(músculo)2.-Se fosforila a F1P y se hidroliza a triosas (en hí gado)

La galactosa se fosforila a Gal-1-P y después se isomeriza hasta glucosa-1-P (epímeros C4)

Galactosakinasa

Galactosa 1-PUDP-glu transferasa

UDP-galactosa + Glu 1-P

epimerasaUDP-glucosa

Galactosa ���� Cataratas

Page 22: UT II.- Metabolismo de glúcidos

Incorporación de GALACTOSA (epímero C4 de la glucosa)

La galactosa se fosforila a Gal-1P

La galactosa-1-P se isomerizahasta glucosa-1-P (epímeros C 4)en una reacción con UDP-glu catalizadapor una Uridil-transferasa

La glucosa-1-P se isomeriza aglucosa-6-P y la UDP-galactosa se epimeriza a UDP-glucosa

UDP-glu

UDP-galac

Glu-1P

Glu-6P

C4

Galactosakinasa

Galactosa 1-PUDP-glu transferasa

UDP-galactosa + Glu 1-P

epimerasaUDP-glucosa

Galactosa ���� Cataratas