Cátedra de Bioquímmica - FOUBA - Facultad de Odontologia · BALANCE ENERGÉTICO de la Glucólisis...

12/04/2012

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Cátedra de Bioquímmica - FOUBA

Principal vía de catabolismo de Glucosa

ATP IMPORTANCIA FISIOLÓGICA:

Obtención de ATP por Fosforilación a nivel de sustrato

Permite la obtención de E metabólica

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En condiciones aeróbicas

vía preparatoria del metabolismo completo

de Glu

Glu + O2 CO2 + H2O

En condiciones anaeróbicas

degradación incompleta de Glu

(fermentación)

Glu lactato

En la mayoría de las células

En tejidos con insuficiente provisión de O2 (eritrocitos,

músculo en actividad intensa) Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA

Glucólisis

Ciclo de Krebs

Fosforilación Oxidativa

38 o 36 ATP

GLUCOSA

en presencia de O2 en ausencia de O2

Glucólisis

Lactato ó

Etanol

2 ATP Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA

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1º FASE:

invierte E para formar compuestos:

• incapaces de salir de la célula y

• más reactivos que la glucosa

2º FASE:

• formación de intermediarios de alta E

• síntesis de ATP por fosforilación a nivel de sustrato


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Precursor de

2,3-bisP glicerato

Glicerol-3-P

Síntesis de TG y fosfolípidos

Alanina


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Se consumen

2 ATP

1º Fase:

la glucosa sufre 2

fosforilaciones y termina dividida en 2 triosas-P



Genera 2 NADH+H+

y 4 ATP

2º Fase:

Conversión oxidativa

de gliceraldehído-3-P a piruvato



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1) Formación de Glu 6 P

2) Formación de Fru 6 P

3) Formación de Fru 1,6 biP

4) Formación de Triosas P

5) Interconversión de Triosas P



Hexoquinasa

α-D-Glucosa α-D-Glucosa-6-fosfato

1) Formación de Glu 6 P

FOSFORILACIÓN IRREVERSIBLE

Glu 6P

Glucoquinasa

(-)

insulina

(+)


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2) Formación de Fru 6 P

Fosfoglucosa isomerasa

Glucosa 6 P Fructosa 6 P

ISOMERIZACIÓN

aldosa cetosa



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3) Formación de Fru 1,6 bis P


Fructosa 6 P Fructosa 1,6 bi PFructosa 6 P Fructosa 1,6 bi P

Fosfofructoquinasa 1

(-) (+)

ATP

Citrato

iones H+

AMP y ADP

Pi

Fru 2,6 bisP



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Regulación de

PFK1

ATP: (-)

disminuye su afinidad por el

sustrato

AMP y ADP: (+)

incrementan su afinidad por el

sustrato

Pi : (+)

incrementan su afinidad por el

sustrato

Fru 2,6 bisP: (+)

Disminuye el efecto inhibitorio del ATP

Citrato: (-)

disminuye la utilización de Glu para obtención

de E

H+ : (-)

Evita la acidificación

del pH sanguíneo


efector alostérico (+) de Fosfo fructo quinasa 1

Efector alostérico (-) de Fru 1,6 biFosfatasa

En hígado: modulación covalente de la E bifuncional por Glucagon/Insulina

PFK 2

H2O Pi

FBPasa 2

Fru 2,6 bisP Fru 6 P

ATP ADP

FRUCTOSA 2,6 bis P:

activador potente de PFK1

Enzima bifuncional



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4) Formación de Triosas P

Fructosa 1,6 biP

Gliceraldehido 3PDihidroxicetona P

Fructosa 1,6 bis P

Triosa Fosfato Isomerasa

ALDOLASA

Reacción impulsada en sentido directo por el consumo de productos

ISOMERIZACIÓN

ESCICIÓN ALDÓLICA

5) Interconversión de triosas


1 GLUCOSA

2 GLICERALDEHÍDO 3 P

Se consumen 2 ATP

2 ADP

• hexoquinasa

• fosfo gluco isomerasa

• fosfo fructo quinasa 1

• aldolasa

• triosa fosfato isomerasa


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6) Formación de 1,3 – bifosfoglicerato

7) Formación de 3-fosfoglicerato


9) Formación de Fosfoenolpiruvato

10)Formación de Piruvato



6) Formación de 1,3 – bifosfoglicerato

Pi 1,3 bifosfogliceratoGliceraldehido 3P

OXIDACIÓN Formación de anhidrido

Grupo aldehído E Enlace éster (de alta E)

debe reoxidarse

Gliceraldehido 3P deshidrogenasa


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3 -fosfoglicerato1,3 bifosfoglicerato

+ ADP+ ATP

Fosfoglicerato quinasa

TRANSFERENCIA DEL grupo fosforilo



Acción conjunta de las enzimas:

- gliceraldehído 3 fosfato deshidrogenasa

- 3 fosfoglicerato quinasa

• formación de ATP o GTP por transferencia de

• un grupo fosforilo a partir de un compuesto rico en E

• al ADP o GDP

1º Fosforilación a Nivel de Sustrato


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3 - Fosfoglicerato 2 - Fosfoglicerato

Fosfoglicerato mutasa

ISOMERIZACIÓN

C 3

C 2



9) Formación de Fosfoenolpiruvato

2 Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato

Mg++

Enolasa

DESHIDRATACIÓN y redistribución intramolecular

F -

(-)



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10) Formación de Piruvato

+ ADP

Fosfoenolpiruvato Piruvato

Piruvato quinasa

+ ATP

Precursor de otras moléculas

Oxidación completa a CO2 + H2O



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ATP y Ala: (-)

alostérica

Glucagon : (-)

PQ fosforilada < actividad

modif. covalente

Piruvato quinasa

Insulina : (+)

PQ desfosforilada > actividad

modif. covalente

Fru 1,6 bisP: (+)

alostérica

Ingesta de HC e insulina: (+)

Inducción enzimática Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA

(+)

Fru 1,6 bisP

(-)

ATP y Ala


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PQ

fosforilada (menos

activa)

PQ

desfosforilada (más activa)

ADP

ATP

(+) Bajo nivel de

Glucemia

H2O

Pi

(-) Proteína quinasa dependiente de

AMPc

Proteína fosfatasa


Acción de las enzimas:

- enolasa

- piruvato quinasa

• formación de ATP o GTP por cesión de

• fosfato desde el fosfoenolpiruvato (compuesto rico en E)

• al ADP

2º Fosforilación a Nivel de Sustrato


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a) Lactato (en la mayoría de las células)

b) Etanol (en las levaduras)

c) Acetil-CoA ( CO2 + H2O)

En condiciones anareróbicas

En condiciones aeróbicas


a) Formación de lactato

Lactato deshidrogenasa

+H+

NADH + H+NAD+

REDUCCIÓN

Regeneración de NAD+ en anaerobiosis


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• Levaduras • Microorganismos

Acetaldehido

Piruvato

Etanol

Piruvato descarboxilasa

Alcohol deshidrogenasa Regeneración de NAD+

en anaerobiosis

b) Formación de etanol


b) Formación de Acetil-CoA

Glucosa

Piruvato ACETIL - CoA

Ciclo de Krebs

Cadena respiratoria y FO

Complejo Piruvato deshidrogenasa

Glucólisis

38 o 36 ATP



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BALANCE ENERGÉTICO de la Glucólisis


BALANCE ENERGÉTICO de la Glucólisis

Reacción Intercambio de ATP

Glucosa Glucosa 6P -1

Fructosa 6P fructosa1,6 bisP -1

(2) 1,3 bisfosfo glicerato (2) 3- fosfo glicerato +2

(2) Fosfoenolpiruvato (2) piruvato +2

+2 Cátedra de Bioquímmica - FOUBA


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Metabolismo de hexosas diferentes a Glucosa

• Sacarosa

• Lactosa

Glucosa

Fructosa

Galactosa


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SACAROSA

FRUCTOSA

Glucosa Fructosa

Endulzantes habituales

SACARASA (en intestino)

+ A la vía

glucolítica

CATABOLISMO DE LA SACAROSA:


D-Fructosa

D-Fructosa 1-P

D-Fructosa 6-P

Glucoquinasa

Hexoquinasa

1) Fosforilación de Fructosa

La Fructosa no es sustrato de esta enzima

Km muy alto para la fructosa

ATP

Fructoquinasa

ADP


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Fructoquinasa Hexoquinasa

Localización Hígado, riñón,

intestino En todos los tejidos

Sustrato

específico Fructosa

Hexosas en

general

Regulación No regulable Inhibición por

producto final

Afinidad Alta ( Km) Baja ( Km)


2) Escisión de Fructosa 1-P

Su deficiencia genera Intolerancia a la Fructosa

+

Dihidroxiacetonafosfato

H

Gliceraldehído

Fructosa 1-P

Fructosa 1 fosfato aldolasa

ESCICIÓN ALDÓLICA


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3) Entrada a la vía glucolítica:

Fosfo triosa isomerasa

Dihidroxiacetonafosfato

H

Gliceraldehído

Gliceraldehído 3-P

Triosa quinasa ATP

ADP

a la vía glucolitica


1 mol de Fructosa 2 moles de Piruvato:

2 moles de ATP + 2 moles NADH + 2H+

peligro Se evita la acción de PFK 1

Escapa a su REGULACIÓN

exceso de piruvato

Dietas ricas en fructosa

PRECURSOR DE GRASAS Y COLESTEROL


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LACTOSA

Glucosa Galactosa

Fuente importante de E para el crecimiento de los

mamíferos

LACTASA (en intestino)

+ A la vía

glucolítica

CATABOLISMO DE LA LACTOSA:


1) Fosforilación de Galactosa:

Galactoquinasa

ATP ADP

PP

11

Galactosa Galactosa 1P




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UDP-Galactosa

1) Conversión de Galactosa 1P a Glucosa 6P:

PP

11

Galactosa 1P

Glucosa 1P

OH

H

OH

UDP-Glucosa

Galactosa 1P uridiltransferasa UDP-Glucosa

4 epimerasa


1) Conversión de Glucosa 1P a Glucosa 6P:

Fosfoglucomutasa

Glucosa 6P

Glucosa 1P

OH

H

A la vía glucolítica


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1 mol de Galactosa 2 moles de Piruvato:


Se necesita UDP-glucosa (se forma a partir de UTP + Glu

Como se recicla se puede considerar un gasto insignificante

consideraciones

METABOLISMO DE LA GALACTOSA:


1 mol de Glucosa 2 moles de Piruvato

1 mol de Fructosa 2 moles de Piruvato

1 mol de Galactosa 2 moles de Piruvato

CONCLUSIÓN:




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ALTERACIONES DEL METABOLISMO DE LACTOSA:

1. En el recién nacido: GALACTOSEMIA

2. En el adulto: INTOLERANCIA A LA LACTOSA


UDP-Galactosa

1 - GALACTOSEMIA

Galactosa 1P UDP-glucosa

Glucosa 1P

• Aumento de Galactosa 1P • Consecuencia: aumento de Galactosa en sangre

Galactosa 1P uridiltransferasa

deficiencia de Galactosa 1P uridiltransferasa


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CONSECUENCIA del aumento de Galactosa en sangre

DIAGNÓSTICO DE GALACTOSEMIA EN EL MOMENTO DEL NACIMIENTO:

búsqueda de galactosa 1P uridiltransferasa de GR de cordón umbilical


excluir la lactosa de la dieta

GALACTOSEMIA


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Lactosa

Glucosa

• Acumulación de lactosa en el lumen intestinal

2 – INTOLERANCIA A LA LACTOSA

Galactosa

+

Lactasa

deficiencia de Lactasa en el lumen intestinal


CONSECUENCIA de la acumulación de Lactosa en intestino

• La lactosa de la dieta no se hidroliza • Se acumula en el lumen intestinal • Se rompe el equilibrio osmótico normal • Provoca la salida de agua desde las células del epitelio intestinal hacia el lumen


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SÍNTOMAS de la intolerancia a la Lactosa

• Se presentan 30 min a 2 hs

después de comer o beber

productos lácteos

• Síntomas:

- Distención abdominal

- Cólicos abdominales

- Diarrea

- Gases (flatulencia)

- Náuseas Cátedra de Bioquímmica - FOUBA


• Se presentan 30 min a 2 hs

después de comer o beber

productos lácteos

• Síntomas:

- Distención abdominal

- Cólicos abdominales

- Diarrea

- Gases (flatulencia)

- Náuseas

excluir la lactosa de la dieta

Intolerancia a Lactosa


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