La degradación de la glucosa por la vía glucolítica produce piruvato.Éste en (1) condiciones anaeróbicas puede seguir una fermentación y produce: etanol, lactato, etc…y en (2) condiciones aerobias se produciría una oxidación completa, degradándose hasta CO2 (acetil-CoA)

FERMENTACIONESEn el tejido muscular, en anaerobiosis, el piruvato se reduce a lactato.Los µµµµ-organismos que degradan glucosa en anaerobiosis so n fermentativos y pueden generar etanol, lactato, etc.

Piruvato

Glucosa

Lactato

FERMENTACIONES OXIDACIÓNCOMPLETA

Etanol

Lactatodeshidrogenasa

T 19-M. piruvato

METABOLISMO DEL PIRUVATO

El piruvato formado en la GLUCOLISIS sigue una de las vías:ANAEROBIA: Fermentación (1,2) AEROBIA: Respiración celular (3)

Piruvato

Lactato Acetil-CoAAcetaldehido

Etanol Posterioroxidación

O2

O2

O2

O2

Lactato

13

2

piruvato

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 ALCOHÓLICAen condiciones anaeróbicas en microorganismos fermentativos

glucosa

2 piruvato

etanol

RegeneracionNAD+

acetaldehido

Las 2 Reacciones de reducción del Piruvato en los procesos fermentativos

LactatoPiruvato

Lactato deshidrogenasa

Piruvato EtanolAcetaldehido

Piruvato descarboxilasa

Alcoholdeshidrogenasa

3.-Oxidación 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

-TPP-Lipoamida

- FAD

Descarboxilación oxidativaTrans-acetilación

Oxidación H 2-lipoamida

E1- piruvato deshidrogenasa -E2- Lipoil-transacetilasa -E3- Dihidrolipoamida deshidrogenasa -

Cristales de PDH

Microfotografía al M.E. del complejo PDH procedente de músculo

Modelo de la estructura del complejo PDH, donde se recogen los 3 tipos de subunidades, cada una con su coenzim a

La E1-TPP cataliza la descarboxilación del piruvato y el OH-etil queda unido a la TPP

PIRUVATO DESHIDROGENASA: mecanismo de actuación

- TPP- Lipoamida- FAD

E1 = Piruvato deshidrogenasaE2 = Dihidrolipoil transacetilasaE3 = Dihidrolipoil deshidrogenasa

Dihidrolipoamida

Lipoamida

piruvato

Hidroxi-etil-TPP

Acetil hidrolipoamida

Acetil-CoA

CoE. solubles•CoA-SH•NAD+

Toda la reacción se produce en el entorno

del complejo

PDH, actuando en cada

paso una de las

enzimas

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

FMN, FADRiboflavinaB2

EscorbutoAscorbatoC

AnemiaperniciosaCianocobalaminaCobalaminaB12

BiotinaBiotinaB7 o H

Anemia(Isoniacina)

Piridoxal-PPiridoxinaB6

Neurodegeneración(pantotenato kinasa)Coenzima APantotenatoB5

Pelagra (3D)NADH, NADPHNiacina o Ac. Nicotínico

B3

Beriberi (cascara arroz)Tiamina-PPTiaminaB1

PATOLOGÍA (por carencia)

Forma de COENZIMACOMPUESTO QUÍMICO

Nombre de la VITAMINA

Piruvato

Acetil-CoA

Succinil-

Cetoglutarato

Isocitrato

Citrato

Oxalacetato

Malato

PIRUVATO DESHIDROGENASARegulación alostérica y por fosforilación/defosforilación

PIRUVATO DES-HIDROGENASA

Esta regulada de dos maneras:

•INHIBICIÓN ALOSTÉRICA POR METABOLITOSEl complejo enzimático esta inhibido por ATP y activado por AMP.

• por fosforilación / defosforilación sobre la E1

•Fosforilada es < activa•Defosforilada > activa

PIRUVATO DESHIDROGENASARegulación covalente por fosforilación/defosforilación

La PDH fosforilada(PDH-P) es inactiva y la defosforilaciónla activa de nuevo.

La PDH es estimulada (PDH a)por la insulina, fosfo-enol- piruvato y AMP, que inhiben a la PDH-kinasa ,

pero es inhibida (PDH b) por el ATP, NADH y acetil-CoA, que activan a la PDH-kinasa .

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