• BOLILLA 4 (Lic. en Biol. Molec.): CICLO DE KREBS. Generalidades. Descarboxilación oxidativa: complejo de la piruvato deshidrogenasa. Regulación. Destino de la acetil CoA. Reacciones del ciclo. Regulación del ciclo. Balance energético. Función anfibólica. Compartimentalización mitocondrial. Translocasas. Lanzadera malato-aspartato. VIA DE LAS PENTOSAS. Etapas. Función. Enzimas implicadas. Relación con la glucólisis. Importancia metabólica.

• BOLILLA 5 (Ing. en Alim.): Descarboxilación oxidativa del piruvato, complejo de la piruvato deshidrogenasa. Regulación. CICLO DE KREBS. Destino de la Acetil-CoA. Mecanismo enzimático. Regulación. Balance energético. Compartimentación mitocondrial. Translocasas. Lanzadera malato-aspartato. Función anfibólica. Reacciones anapleróticas. VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO. Etapas. Función. Enzimas implicadas. Relación con la glucólisis. Importancia metabólica.

QUIMICA BIOLOGICA Lic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

1 GLUCOSA

2 PIRUVATO

VG

AerobiosisO2

Anaerobiosis

O2

Fermentación Alcohólica

(levaduras, algunosvertebrados marinos)

Fermentación Láctica

(músculo en contracción

vigorosa, eritrocitos,

lactobacilos)

2 Etanol + 2 CO22 Lactato 2 Acetil-CoA + 2 CO2

4 CO2+ 4 H2O

CK

Células animales (excepción eritrocitos),

vegetales y muchos microorganismos.

Destino del Piruvato según las condiciones celulares

¿Cuánta energía está contenida en un mol de piruvato que es degradado hasta CO2 y H2O en la mitocondria en condiciones de aerobiosis?

NAD+

NADH+H+

Ciclo de Krebs, Ciclo de los ácidos

tricarboxílicos, Ciclo del ácido cítrico

3 ATP

3 ATP

2 ATP

3 ATP3 ATP

PDH------- 1 NADH ----- 3 ATPIDH-------- 1 NADH ----- 3 ATPα-CGDH-- 1 NADH ---- 3 ATPSDH------- 1 FADH2 ---- 2 ATPMDH------- 1 NADH ---- 3 ATPSTQ-------- 1 GTP ------ 1 ATP

TOTAL -------------------15 ATP

¿Cuánta energía está contenida en un mol de glucosa que es degradada hasta CO2 y H2O en condiciones de aerobiosis?

Citosol

Mitocondria

Cad

ena d

e transp

orte electró

nico

Sistemas lanzadera

Sistemas lanzadera

Lanzadera del glicerofosfato

Lanzadera del malato-aspartato

-Músculo esquelético

-Cerebro

-Hígado

- Corazón

- Riñón

Lanzadera del glicerofosfato

2 ATP

1 GLUCOSA

2 PIRUVATO

VGG3PDHG3PDH

DHAPGA3P

2 ATP

Lanzadera del malato-aspartato

1 GLUCOSA

2 PIRUVATO

VGG3PDHG3PDH

DHAPGA3P3ATP

¿Cuánta energía está contenida en un mol de glucosa que es degradada hasta CO2 y H2O en condiciones de aerobiosis?

2 NADH 6 ATP

2 FADH2 4 ATP

6 ATP

18 ATP

4 ATP

2 ATP2 ATP

óó ó

36 ó 38 ATP

Efecto Pasteur

Louis Pasteur (1822-1895), químico francés cuyos descubrimientos tuvieron enorme importancia en diversos campos de las ciencias naturales.

Medio de cultivo(Glucosa)

24 hs30ºC

Glucosa Glucosa

AerobiosisAnaerobiosis

Vaselina

http://www.iubmb-nicholson.org/swf/epet.swf

Glucosa yotrashexosas

Acs. Grasos

Ciclo anfibólico

Glucosa Acs. Grasos

Ciclo anfibólico

Glucosa Acs. Grasos

REACCIONES ANAPLEROTICASREACCIONES ANAPLEROTICAS

ANAPLEROTICO (DEL GRIEGO= RELLENAR)ANAPLEROTICO (DEL GRIEGO= RELLENAR)

Son aquellas que permiten reponer intermediarios del Son aquellas que permiten reponer intermediarios del

Ciclo de Krebs que han sido sustraídos por otras Ciclo de Krebs que han sido sustraídos por otras

rutas biosintéticas.rutas biosintéticas.

Mantienen un equilibrio de las concentraciones Mantienen un equilibrio de las concentraciones

intramitocondriales de los intermediarios del ciclointramitocondriales de los intermediarios del ciclo..

Piruvatocarboxilasa

Enzima málica

PEP carboxilasa

PEP: fosfoenolpiruvato

PEPcarboxi-quinasa

Fosfoenolpiruvato + HCO3- oxalacetato + Pi

• PIRUVATO CARBOXILASA (ACTIVADA POR ACETIL-CoA, presente principalmente en Hígado y Riñón)

REACCIONES ANAPLEROTICAS O DE RELLENO

Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP oxalacetato + GTP

Piruvato + HCO3- + ATP oxalacetato + ADP + Pi

Piruvato + HCO3- + NADPH + H+ L-malato + NADP+ + H2O

• PEP CARBOXIQUINASA (Músculo esquelético y cardíaco).

• ENZIMA MALICA

• PEP CARBOXILASA (Plantas y algunas bacterias)

FUNCIONES DEL CICLO DE KREBS

• Producción de energía metabólica en forma de ATP.

• Producción de la mayor parte del CO2 de la célula.

• Provisión de citrato a partir del cual se obtienen los precursores (acetil-CoA) para la síntesis de ácidos grasos.

• Provisión de precursores para la síntesis de aminoácidos, nucleótidos y porfirinas.

GLUCOSA-6-P

Destinos metabólicos de la Glu-6-P Destinos metabólicos de la Glu-6-P

Glucógeno-génesis

Glucógeno

Via de las PentosasRibosa-5-P

Piruvato

Via Glicolitica

Glucosa

Glu-6-fosfatasa(sólo en hígado)

VIA DE LAS PENTOSASVIA DE LAS PENTOSAS

• Tiene lugar en el citosol celular.• No es una vía de producción de ATP.• Produce NADPH para la síntesis de ácidos

grasos y esteroides.• Produce ribosa-5-fosfato para la síntesis de

nucleótidos (ATP, GTP, CTP, UTP, TTP, NAD, FAD) y ácidos nucleicos.

• Produce intermediarios de la vía glicolítica: gliceraldehído-3- fosfato y fructosa-6-fosfato.

CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES DE LA VIA DE LAS PENTOSASDE LA VIA DE LAS PENTOSAS

• La vía de la pentosas consta de dos fases: 1) oxidativa y 2) no oxidativa.

• La reacciones de la fase oxidativa son irreversibles.

• Las reacciones de la fase no oxidativa son reversibles.

• Según las necesidades de la célula es mas activa una fase o la otra.

REACCIONES DE LA FASE OXIDATIVAREACCIONES DE LA FASE OXIDATIVA

6-fosfogluconato

NADP+ NADPH + H+

CO2

6-fosfogluconato deshidrogenasa

Ribulosa 5-fosfato

6-fosfogluconato

Lactonasa

Glucosa-6-fosfato 6-fosfogluconolactona

Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa

REACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVAREACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVA

Ribulosa-5-P

Xilulosa-5-P

Ribosa-5-P

Transcetolasa

(TPP)

Sedoheptulosa-7P

Gliceraldehído 3-P

Epimerasa

Isomerasa

Sedoheptulosa-7P

G-3-P

Transaldolasa

Fructosa-6-PEritrosa-4-P

REACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVA REACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVA (CONT.)(CONT.)

Eritrosa-4-P Xilulosa-5-P

+

Gliceraldehído 3-PFructosa-6-P

+Transcetolasa

(TPP)

Consideraciones finales sobre la Via de las Pentosas Consideraciones finales sobre la Via de las Pentosas fosfatofosfato

Puede considerarse otra forma de oxidar la glucosa-6-fosfato a CO2, como ocurre en la glucólisis y en el ciclo del Acido Cítrico. La ruta de las pentosas fosfato es generadora de intermediarios para otras vías metabólicas.

El destino real de los azúcares fosfatos (Ribosa-5-P, Gli-3-P, Fru-6-P) depende de las necesidades metabólicas de las células en la que se está produciendo la vía.

En mamíferos, esta vía es muy activa en los tejidos donde se lleva a cabo la síntesis de ácidos grasos (utiliza NADPH) glándula mamaria, tejido adiposo, corteza adrenal e hígado.

También en mamíferos, el NADPH actúa en procesos de desintoxicación dependientes de citocromo P450 en hígado.

En eritrocitos, NADPH, contribuye a mantener la concentración de Glutatión reducido y disminuir los niveles de metahemoglobina.

• BOLILLA 5 (Lic. en Biol. Molec.): METABOLISMO DEL GLUCOGENO. Glucogenólisis. Enzimas. Regulación. Glucogeno-génesis. Enzimas. Glucogenina. Control hormonal. BIOSÍNTESIS DE GLUCOSA: Gluconeogénesis. Compartimentalización. Reacciones. Costo energético.

• BOLILLA 6 (Ing. en Alim.): Biosíntesis de carbohidratos. Gluconeogénesis: Ubicación celular, reacciones irreversibles, su regulación. Importancia metabólica. Regulación recíproca de glucólisis y gluconeogénesis. Metabolismo del glucógeno: Síntesis y degradación. Regulación enzimática. Metabolismo del almidón. Síntesis y degradación.

QUIMICA BIOLOGICA Lic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

GLUCONEOGGLUCONEOGEENESISNESIS

-Es una vía por la cual se puede sintetizar glucosa y glucógeno a partir de precursores no glucídicos:

- Glicerol (proveniente de la degradación de ácidos grasos). - Aminoácidos (derivados del recambio de proteínas).- α-cetoácidos (productos de la degradación de

aminoácidos, por ej. piruvato y oxalacetato).- Lactato (del metabolismo anaerobio).

-En los mamíferos, ocurre principalmente en hígado y riñón.

- Revierte las tres reacciones irreversibles de la vía glicolítica a través de las reacciones (de desvío) catalizadas por:

- Piruvato carboxilasaPiruvato carboxilasa (mitocondrial).- PEP carboxiquinasaPEP carboxiquinasa (isoenzimas, citosólica y

mitocondrial).- Fru-1,6- fosfatasaFru-1,6- fosfatasa (citosólica).- Glu-6-fosfatasaGlu-6-fosfatasa (citosólica, solo en hígado).

- Es un proceso que consume energía metabólica.

Glucólisis Gluconeogénesis

GluconeogGluconeogéénesisnesis

Reacciones reversibles de la VG

Costo energético

- A partir de piruvato

2 piruvato (3C) 1 Glu (6C)

PC 1 ATP (x 2) = 2 ATP

PEPCQ 1 GTP (x 2) = 2 GTP

PGQ 1 ATP (x 2) = 2 ATP

PGQ (ATP)

GQ (ATP)

- A partir de glicerol

2 glicerol (3C) 1 Glu (6C)

GQ 1 ATP (x 2) = 2 ATP

Regulación de la GluconeogRegulación de la Gluconeogéénesisnesis

¿Cuándo se activa la gluconeogénesis?

- Disminución de la glucemia (↑ Glucagón).

- Ingesta de una dieta pobre en carbohidratos.

- Luego de una actividad muscular intensa.