METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS.GLUCOLISIS/GLUCONEOGENESISGLUCOLISIS/GLUCONEOGENESIS

Univ. Andrea Méndez

Univ. Lino Nava

Univ. Andres Montenegro

Alguna duda escribir a asmc92@gmail.com

OBJETIVOS

- Describir la secuencia de pasos que componen cada

vía metabólica

- Identificar las enzimas regulables y los mecanismosregulatorios

- Enumerar las hormonas que participan en la regulación

de las vias y describir los correspondientes

mecanismos

GLUCOLISIS

� La glucólisis es la vía principal para la utilización de la glucosa y se lleva a cabo en el citosol de todas las células.

� Es una vía única, dado que puede utilizar oxigeno si � Es una vía única, dado que puede utilizar oxigeno si esta disponible (aerobia) o funcionar en su ausencia total (anaerobia)

GLUCÓLISIS AERÓBICA Y ANAERÓBICA

GLUCOLISIS

D- Glucosa

2 Lactato

PDH

2 Piruvato

2 CO2

2-Acetil Co A

Ciclo de

Krebs

4 CO2

No se requiere O2 Se requiere O2 para reoxidar lascoenzimas reducidas producidas

en la reacción de la PDH y en elciclo de Krebs

GLUCÓLISIS: BALANCE GLOBAL

Glucosa Piruvato Piruvato

Glucosa + 2 ADP + 2 NAD+ + 2 Pi ——> 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+

FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA

Glucoquinasa

Hexoquinasa

Glucosa Glucosa 6 P

Consumo de ATP

GLUCOQUINASA Y HEXOQUINASA

Glucosa Glucosa 6 P

ATP ADP

Glucoquinasa HexoquinasaParámetros cinéticos

KM Alto: 10 mM Baja, <100 µMKM

Vmax

Alto: 10 mMAlta

Baja, <100 µMBaja

Distribución celular Hígado, células β páncreas

Regulación

A corto tiempo Por cambios en laconcentración de glucosa

A largo tiempo Inducida por insulina

Mayoría de los tejidos

Inhibida por glucosa 6P

Constitutiva

ISOMERIZACIÓN DE LA GLUCOSA 6 PA FRUCTOSA 6 P

Fosfoglucoisomerasa

Glucosa 6 P Fructosa 6 P

FOSFORILACIÓN DE LA FRUCTOSA 6 PA FRUCTOSA 1, 6 DI- P

Fosfofructoquinasa I

Fructosa 6 P Fructosa 1, 6 bi P

Consumo de ATP

FRUCTOSA 2,6 DI P: EFECTOR ALOSTÉRICO DE LA FRUCTOSA 1,6 DI P

FOSFOFRUCTOQUINASA I

FRUCTOSA 6 P FRUCTOSA 1,6 DI - P

ATP ADP++

ATP

ADP

FRUCTOSA 2,6 DI P

REGULACIÓN ALOSTÉRICA DE LA ENZIMAFOSFOFRUCTOQUINASA I

ATP

FRUCTOSA 6 P

ADP

FRUCTOSA 1,6 BI - P

ATP

CITRATO

Regulación coordinadaCon la gluconeogénesis

AMP, ADP FRUCTOSA 2,6 DI P

FORMACIÓN DE TRIOSAS FOSFATO

Aldolasa

Fructosa 1, 6 bi P Dihidroxiacetona P Gliceraldehído 3 P(DHAP) (G3P)

INTERCONVERSIÓN DE TRIOSAS

Triosa fosfato isomerasa

Dihidroxiacetona P Gliceraldehído 3 P(DHAP) (G3P)

OXIDACIÓN DEL GLICERALDEHÍDO 3 P Y FORMACIÓNDE 1,3 DI P GLICERATO

NAD NADH + H+

Gliceraldehído 3 P F(G3P)

Gliceraldehído 3Pdeshidrogenasa 1,3 Di-P Glicerato

OXIDACIÓN DEL GLICERALDEHÍDO 3 P Y FORMACIÓNDE 1,3 DI P GLICERATO

NAD+ NADH + H+

1) Gliceraldehído 3 P

O

CH

Acido Glicérico

O

COHH

O

2) Acido Glicérico + P O

O O

COH

OH

1,3 Di P Glicerato

O

CO-Pi

FORMACIÓN DE ATP A PARTIR DE 1,3 DI P GLICERATO

Fosfogliceratoquinasa

ADENOSINA

Mg2+ADENOSINA

Mg2+ADENOSINA

1,3 di P Glicerato ADP 3 P Glicerato ATP

Fosfogliceratoquinasa

1,3 di P Glicerato + ADP 3 P Glicerato + ATP

CONVERSION DE 3P GLICERATO A 2 P GLICERATO

Fosfogliceratomutasa

Mg2+

3 P Glicerato 2 P Glicerato

FORMACIÓN DE P-ENOLPIRUVATO

EnolasaEnolasa

2- P Glicerato P Enol piruvato2

FORMACION DE PIRUVATO

Mg 2+

P enolpiruvato + ADP

Piruvato Quinasa

Enolpiruvato

Adenosina

ADP

ATP

ATP

P Enol piruvato Enolpiruvato

Piruvato Quinasa

REGULACIÓN ALOSTÉRICA DE LAENZIMA PIRUVATO QUINASA

ADP ATP

PEPPiruvato quinasa

PIRUVATO

ATP

ALANINA

Fructosa 1,6 bi fosfatasa

REGULACIÓN COVALENTE DE LA PIRUVATO QUINASA (L)

Piruvato Quinasa -OH

ATP PiACTIVA

Proteínaquinasa

ADP

Proteínafosfatasa

INACTIVAH2O

Piruvato Quinasa -O-P

FORMACIÓN DE PIRUVATO

Reacción espontánea

Enolpiruvato Piruvato(forma enol) (Forma ceto)

FORMACIÓN DE LACTATO

NADH + H+ NAD+

Lactatodeshidrogenasa

Piruvato Lactato

DESTINO DEL NADH PRODUCIDO EN LA GLUCÓLISIS

GLUCOSA GLICERALDEHÍDO 3 P

½ O2

1, 3 DI P GLICERATO

2H+ NAD+ NADH+ H

CADENA DETRANSPORTE DE e

H2O ATP

LACTATO PIRUVATO

REACCIONES DE LA GLUCOLISIS

ATP ADP ATP ADPADP

Glucosa Glucosa 6 P Fructosa 6 P Fructosa 1, 6 di P

∆G°= -4,0 Kcal/mol ∆G°=+ 0,4 Kcal/mol ∆ G°= -3,4 Kcal/mol

∆G°= +5,73 Kcal/mol

Dihidroxiacetona P Gliceraldehído 3P

∆G°=1,83 Kcal/ mol

NAD Pi

Lactato

NAD Pi

∆G°=1,5 Kcal/mol

NADH + H

NADH +H

NADATP ADP

Piruvato P- Enol piruvato

1,3 di P Glicerato

ADP

∆G°=-4,5 Kcal/mol

ATP2 P Glicerato 3 P Glicerato

∆G°= - 7,5 Kcal/mol ∆G°=0,44 Kcal/mol ∆G°=1,06 Kcal/mol

GLUCONEOGENESIS

� La gluconeogénesis es el termino que se utiliza para incluir todos los mecanismos y vías responsables de convertir otras sustancias diferentes de los carbohidratos a glucosa

� La gluconeogénesis cubre las necesidades corporales de glucosa cuando el carbohidrato no esta disponible en cantidades suficientes en la alimentación.

Sustratos Gluconeogenicos

ORIGEN

Hidrólisis de triacilgliceridos

Transaminación de aminoácidos

SUSTRATO

Glicerol

Piruvato

Glucólisis anaeróbica (Ej. GlóbuloRojo)

Catabolismo de aminoácidos

Lactato

Aminoácidos glucogénicos comoAlanina, Glutamina, Aspartatoy otros

Los ácidos grasos de cadena par NO son sustratosgluconeogénicos

REACCION CATALIZADA POR LA PIRUVATO CARBOXILASA

OC

O-

CH3

PIRUVATO CARBOXILASACH2

C O

OC

O-

CO2

Piruvato

Mg2+

Biotina

ATP ADP + Pi

C O

OC

O-

oxaloacetato

REGULACIÓN DE LA PIRUVATO CARBOXILASA

CONVERSIÓN DE OXALOACETATO A MALATO

OC

O-

CH2

NADH + H+ NAD +

OC

O-

CH2CH2

C O

OC

O-

Oxaloacetato

CH2

HO CH

OC

O-

Malato

REACCIÓN CATALIZADA POR LA ENZIMAFOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA

OC

O-

CH2 FOSFOENOLPIRUVATOCARBOXIQUINASA

CH2

C O

OC

O-

Oxaloacetato

GTP GDP

CO2

C O P

OC

O-

Fosfoenolpiruvato

REACCIÓN CATALIZADA POR LA ENZIMAFRUCTOSA 1,6 BI FOSFATASA

FRUCTOSA 1, 6 BI FOSFATASA

H2O Pi

REGULACIÓN DE FRUCTOSA 1,6 BI FOSFATASAPOR FRUCTOSA 2,6 BI FOSFATO

FRUCTOSA 1,6 BI FOSFATASA

FRUCTOSA 1,6 BI FOSFATO FRUCTOSA 6 P

H2OPi

FRUCTOSA 2,6 BI P

REACCIÓN CATALIZADA POR LA ENZIMAGLUCOSA 6 FOSFATASA

-PGLUCOSA 6 FOSFATASA

H2O Pi

Glucosa 6 Fosfato Glucosa

BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCONEOGÉNESISA PARTIR DE PIRUVATO

2 Pi + 6 ATP + 2 NADH + 4 H2O GLUCOSA + 6 ADP + 6 Pi + 2 NAD+2 Pi + 6 ATP + 2 NADH + 4 H2O GLUCOSA + 6 ADP + 6 Pi + 2 NAD+

Glucosa

ATP

ADP

Glucosa 6 P

Fructosa 6 PF2,6 bi P

Pi

AMPH2O

ATP

ADP

Pi, F2,6 biP, AMP

ATP, citrato, H+H2O

GTP GDPCO2

ADP + PiATP

OA

PFructosa 1,6 bi P

P-enolpiruvato

ADP

CO2 ATPPiruvato

ATP, citrato, H

ATP, alanina

Acetil CoA Lactato