CONCEPTOS BÁSICOS Y VISIÓN GENERAL DEL METABOLISMO

Meta: ‘después de’ , ‘junto a’, ‘mas allá’ Bole: ‘lanzamiento’, ‘acción de arrojar’

Metabolismo:

‘cambio’, capacidad que tienen los seres vivos de transformar las substancias.

Ana: ‘sobre’ , ‘encima’, ‘hacia arriba’

Cata: ‘hacia abajo’

Anfi: amphi, ‘ambos’

Anabolismo:

Conjunto de reacciones bioquímicas cuyo objetivo es la síntesis de biomoléculas

utilizables por las células.

De manera general el proceso anabólico consiste en sintetizar moléculas

complejas a partir de precursores sencillos y requiere del aporte de energía.

Catabolismo:

Conjunto de reacciones bioquímicas cuyo objetivo es la transformación de

macromoléculas en moléculas más sencillas utilizables por las células. El proceso global de catabolismo produce energía química.

Reacciones anfibólicas:

Aquellas que tienen naturaleza tanto anabólica como catabólica.

Funciones específicas del metabolismo:

•Obtener energía química de las moléculas combustibles o de la luz solar absorbida.

•Convertir las substancias nutritivas exógenas en monómeros de construcción o precursores de

los componentes macromoleculares de la célula. •Ensamblaje de estos monómeros para sintetizar proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y

otros componentes celulares.

•Síntesis de biomoléculas necesarias para las funciones especializadas de la célula.

Metabolismo intermediario:

Es la suma de todas las reacciones enzimáticas

que tienen lugar en la célula, interviniendo muchos

conjuntos de sistemas enzimáticos mutuamente

relacionados intercambiando materia y energía

entre la célula y su entorno.

Metabolismo energético:

Conjunto de reacciones bioquímicas cuyo

objetivo principal es la producción de energía

química utilizable por el organismo para los

procesos endergónicos.

RUTA METABÓLICA

Conjunto de reacciones bioquímicas que tienen

una función específica por el tipo de compuesto o

compuestos que se sintetizan o degradan.

FASES DEL METABOLISMO Proteínas Lípidos

ADP + Pi ADP + Pi

Fase I

Monosacáridos Aminoácidos Ácidos grasos ADP + Pi ADP + Pi

ADP + Pi ADP + Pi

Fase II

Piruvato

ATP

A c e t i l - C o A ADP + Pi

Ciclo de Krebs Fase III

ADP + Pi O2

H2O CO2 NH3

ATP

ATP

ATP

ATP ATP

ATP ATP ATP

Polisacáridos

ADP + Pi

e-

α-cetoglutarato

Succinil-CoA

Malato

Oxalacetato

ATP

ADP + Pi

2H+ + ½ O2

NAD+ CICLO

DE

KREBS

Citrato

Acetil-CoA

Isocitrato

Succinato

Fumarato

Cis-Aconitato 2H

2H

2H

2H Flavoproteína

Coenzima Q

Citocromo b

Citocromo c

Citocromo a3

ATP

ADP + Pi

ATP

ADP + Pi

H20

Glucosa

Piruvato

CO2

Aminoácidos Ácidos grasos

PANORAMA GENERAL DE LA OXIDACIÓN DE BIOMOLÉCULAS

e-

e-

e-

e-

e-

CH2OPO32―

І C ═ O І H2C―OH

O ═ C―H І H―C―OH І H2C―OPO3

2―

Triosa fosfato isomerasa

O ═ C―OPO32―

І H―C―OH І H2C―OPO3

2―

Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa

Fosfato de dihidroxiacetona

Gliceraldehido 3 fosfato

1,3-bifosfoglicerato

Fosfoglicerato quinasa

O ═ C―O― І H―C―OH І H2C―OPO3

2―

3-Fosfoglicerato

Fosfoglicerato mutasa

O ═ C―O― І H―C―OPO3

2― І H2C―OH

2-Fosfoglicerato

Enolasa H2O

O ═ C―O― І C―OPO3

2― ║ CH2

Fosfoenolpiruvato

O ═ C―O― І C═O І CH3

Piruvato

Piruvato quinasa

NADH

NAD+ + Pi

ATP

ADP

ATP

ADP

Hexoquinasa

Fosfoglucosa isomerasa

Fructosa- 1,6- bifosfato

Glucosa- 6- fosfato

Glucosa

Fructosa- 6- fosfato

Fosfofructo quinasa

CH2OH

HO

OH

OH

OH

O

2–PO3OCH2

HO

OH

OH

OH

O

ATP

ADP

O

OH

OH

HO

CH2OPO32–

2–PO3OCH2

ATP

ADP

O

OH

OH

HO

CH2OH

2–PO3OCH2

G l u c ó l i s i s

Aldolasa

CICLO DE KREBS

Conjunto de reacciones que

forma parte del proceso de

respiración celular y en el

cual convergen los procesos

de oxidación de los

carbohidratos, los ácidos

grasos y los aminoácidos.

En esta ruta se producen moléculas reductoras (NADH

y FADH2) así como energía

2–PO3OCH2

HO

OH

OH

OH

O

Glucosa- 6- fosfato

2–PO3OCH2

HO

OH ═O

OH

O

6-Fosfogluco-α-lactona

Glucosa- 6-fosfato deshidrogenasa

NADP + NADPH

O═C―O-

І HC―OH І HO―C―H І HC―OH І HC―OH І H2C-O-PO3

2-

6-Fosfogluconato

H2 0

6-Fosfogluconolactonasa

H2C―OH

І C═O І HC―OH І HC―OH І H2C- O-PO3

2-

NADP + NADPH

CO2

6-Fosfogluconato deshidrogenasa

Ribulosa 5 fosfato

HC ═O

І C―OH І HC―OH І HC―OH І H2C - O-PO3

2-

H2C―OH

І C═O І HO―CH І HC―OH І H2C - O-PO3

2-

Ribosa 5 fosfato

Xilulosa 5 fosfato

3 3 3

Ribulosa fosfato isomerasa

Ribulosa fosfato epimerasa

H2C―OH І C ═O

І HOC―H

І HC―OH І HC―OH І HC―OH І H2C - O-PO3

2-

Sedoheptulosa-

7.fosfato

O ═ C―H І H―C―OH І H2C - O-PO3

2-

Gliceraldehido

3 fosfato

+

O ═ C―H І H―C―OH І H―C―OH І H2C- O-PO3

2-

Eritrosa 4-fosfato

H2C―OH

І C═O І HO―C―H І HC―OH І HC―OH І H2C O-PO3

2-

Fructosa-6-fosfato

Transcetolasa

Transaldolasa

Transcetolasa H2C―OH

І C═O І HO―C―H І HC―OH І HC―OH І H2C O-PO3

2-

Fructosa-6-fosfato

+

O ═ C―H І H―C―OH І H2C - O-PO3

2-

Gliceraldehido 3 fosfato

VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

Funciones: Producción de NADPH (Poder reductor) para la biosíntesis reductora. Producción de pentosas para la síntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos. Producción d e eritrosa 4 fosfato para la síntesis de compuestos aromáticos. Tejidos y órganos donde se lleva a cabo Hígado, tejido adiposo, glándula mamaria, corteza suprarrenal. Tejidos vegetales no fotosintéticos.

β-oxidación de los ácidos grasos

TRANSPORTE DE ELECTRONES Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA (ENTRADA DE LOS ELECTRONES DEL NADH)

HOCH2

HO

OH

OH

OH

O

O ═ C―O― І C═O І CH3

O ═ C―O― І HO―C―H І CH3

Glucosa

(2) Piruvato

Lactato

HOCH2

HO

OH

OH

OH

O

O ═ C―O― І HO―C―H І CH3

(2) Lactato

O ═ C―O― І C═O І CH3

Glucosa

(2) Piruvato

CICLO DE CORI

Torrente sanguíneo

Torrente sanguíneo

2 NADH

2 NAD+

2 NADH

2 NAD+

2 ATP

2 ADP 2 NAD+

2 NADH

2 NAD+

2 NADH

6 ATP

6 ADP

Malato

Oxalacetato Citrato

Isocitrato

Succinato

COO―

І C ═ O І CH2 І COO―

COO― І CH2 І HO―C―COO―

І CH2 І COO―

COO― І CH2 І HC―COO―

І HO–C–H І COO―

COO― І CH2 І H―C―H

І COO―

COO― І HO―CH І HCH

І COO―

H2O

HSCoA

Aconitasa

Citrato Sintasa

Malato deshidrogenasa

NAD+

NADH + H+

HSCoA

Isocitrato liasa O

║ CH3C-SCoA

O ║

CH3C-SCoA

O═C–H І COO―

Glioxilato Malato Sintasa

Glioxisoma Citosol

Mitocondria

CICLO DEL GLIOXILATO

COO― І CH ║ HC

І COO―

Fumarato

FAD

FADH2

COO― І H- C -OH І

CH2 І COO―

H2O

Malato

Fumarasa

Succinato deshidrogenasa

COO― І H- C -OH І CH2 І COO―

COO― І C ═O І CH2 І COO―

NADH + H+

NAD+

Malato deshidrogenasa

Oxalacetato

Gluconeogénesis •semillas, •microorganismos, •invertebrados

Ciclo de Krebs