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
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
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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)
(*)
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DIGESTIÓN DE GLÚCIDOS
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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
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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:
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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
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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