* SINTESIS DE ATP* SINTESIS DE ATP* VIA DEL GLICEROL FOSTATO* VIA DEL GLICEROL FOSTATO

* BALANCE OXIDACIÓN GLUCOSA* BALANCE OXIDACIÓN GLUCOSA* VIA DE LAS PENTOSA* VIA DE LAS PENTOSA

METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS

Luz Marina Daza, Marilyn Duarte y July Andrea PlazaLuz Marina Daza, Marilyn Duarte y July Andrea Plaza

SINTESIS DE ATPSINTESIS DE ATPQUÉ ES ATP

El término ATP es el acrónimo de adenosina trifosfato, con la F de fosfato reemplazada por la P del símbolo químico del fósforo. Es un NUCLEÓTIDO formado por una pentosa, una base nitrogenada( Adenina) y 3 moléculas de ácido fosfórico, es la principal molécula energética que se produce en los seres vivos e interviene en varios procesos:

•Sintetizar y degradar compuestos•Transporte de sustancias a través de las membranas•Endocitocis y exocitosis.•Movimientos celulares.•División Celular•Transporte de señales entre el exterior e interior celular

SINTESIS DE ATPSINTESIS DE ATP

Como hemos visto, la glucosa se oxida a CO2 mediante las reacciones de glucolisis y ciclo de Krebs. ¿cuál es el destino de los electrones que pierde la glucosa en este proceso?.

Los electrones pasan entonces a la cadena de transporte electrónico donde participan (por la reoxidación mitocondrial del NADH y FADH2) en un proceso de oxidación-reducción secuencial de determinados centros redox antes de reducir el oxígeno a agua. En este proceso, los protones son expulsados de la mitocondria, y la energía libre almacenada en el gradiente de pH resultante impulsa la síntesis de ATP, a partir de ADP y Pi, a través de la fosforilación oxidativa.

SINTESIS DE ATPSINTESIS DE ATP

La energía de la luz o de la oxidación de sustancias provenientes de los alimentos se transfiere, mediante una cadena transportadora de electrones, a una diferencia de concentración de H+. Esta, a su vez, provee la energía necesaria para sintetizar ATP mediante la incorporación de una molécula de fosfato inorgánico (PI) al ADP (Adenosina difosfato). La escisión del ATP provee energía a todas las actividades celulares que la requieren.

La fosforilación oxidativa se refiere a la síntesis química de ATP impulsada por el proceso exergónico de transferencia de electrones desde el NADH al O2

FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

• Ocurre en la mitocondria

• La fosforilación oxidativa comienza con la entrada de e- en la cadena respiratoria

• Los e- pasan a través de una serie de transportadores incluidos en la membrana interna mitocondrial

• Los transportadores electrónicos mitocondriales funcionan dentro de complejos proteicos ordenados en serie

• La cadena de transporte de e- es un proceso exergónico, que libera energía suficiente para la síntesis de ATP

• Existe una translocación de H+ desde la matriz hacia el EIM (fuerza protomotriz)

• Síntesis de ATP por ATP sintasa

PROCESO SINTESIS DE PROCESO SINTESIS DE ATPATP

1) El gradiente de protones se produce como resultado de la entrada de NADH (producido en las reacciones de oxido-reducción ) a la cadena transportadora de electrones . Los protones se acumulan en el espacio intermembrana hasta un gradiente de concentración tal que pueden ser utilizados para producir ATP.

2)Los Protones (indicados por +) entran nuevamente en la matriz mitocondrial a través de los canales que forma el complejo enzimático de la ATP sintetasa. Esta entrada se acopla a la síntesis de ATP a partir de ADP y Fosfato (Pi)

La síntesis de ATP se escribe algunas veces como:ADP + Pi + nH+

p → ATP + H2O + nH+P

Puntos clave del Proceso:

1.Los protones son transferidos a través de la membrana, desde la matriz al espacio intermembrana, como resultado del transporte de electrones que se originan cuando el NADH cede un hidrogeno. La continuada producción de esos protones crea un gradiente de protones.

2. La ATP sintetasa es un gran complejo proteico con canales para protones que permiten la re-entrada de los mismos.

3.La síntesis de ATPse produce como resultado de la corriente de protones fluyendo a través de la membrana:ADP + Pi ---> ATP

PROCESO SINTESIS DE PROCESO SINTESIS DE ATPATP

VIA DEL GLICEROL VIA DEL GLICEROL FOSFATOFOSFATO

El NADPH2: es una Coenzima llamada Nicotinamida-Adenina-Dinucleótido-Fosfat… o reducida, actúa como una fuente altamente reductora e interviene en los procesos de óxido-Reducción en la respiración celular aerobia transportando protones y electrones por medio de una serie de aceptores de e- hasta el O2 molecular, tiene la facultad de aceptar 2 protones H+ Y 1 e- a diferencia de la coenzima FADH. La coenzima NADP puede estar oxidada ( NADP+) o bien reducida( NADPH2), en la etapa oscura de la fotosíntesis interviene en la síntesis de compuestos orgánicos de mayor complejidad como azúcares, proteínas, y en la activación de esta etapa junto con el ATP sintetizado en la fase luminosa.

A pesar de que la mayoría del NADH se genera a partir de la oxidación de la glucosa en la matriz mitocondrial gracias a las reacciones del ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs, en el citoplasma una pequeña cantidad se obtiene mediante la glucólisis. El NADH + H+ no puede penetrar lamembrana mitocondrial, manda los electrones por medio de una lanzadera. Por tanto, la membrana interna mitocondrial carece de una proteína transportadora de NADH, de ahí que los electrones provenientes del NADH citosólico, son transportados al interior de la mitocondria por un ingenioso sistema de lanzadera.

VIA DEL GLICEROL VIA DEL GLICEROL FOSFATOFOSFATO

El NADH cede e- al glicerolfosfato que atraviesa la membrana externa. En la interna un enzima lo convierte en PDHA. El cofactor es el FAD que al recoger los e- pasa a FADH2. Así los e- que estaban en forma de NAD en el exterior pasan al interior en forma de fadh2. Se obtienen 2 ATP porque FADH2 cede los e- al CoQ (potencial de unión más pequeño). Se produce un gasto de ATP al meter NADH en la mitocondria por lo que al final se obtienen 4 ATP por fosforilación oxidativa.

Extramitocondrial

Intramitocondrial

VIA DEL GLICEROL VIA DEL GLICEROL FOSFATOFOSFATO

BALANCE GLOBAL OXIDACIÓN DE BALANCE GLOBAL OXIDACIÓN DE GLUCOSAGLUCOSA

Total ATP = 24 (Krebs) + 6 (piruvato deshidrogenasa) + 4 (NADH citosol) + 2 (glicolisis a nivel de sustrato) = 36 ATP/ mol de glucosa

BALANCE GLOBAL OXIDACIÓN DE BALANCE GLOBAL OXIDACIÓN DE GLUCOSAGLUCOSA

Total ATP = 24 (Krebs) + 6 (piruvato deshidrogenasa) + 4 (NADH citosol) + 2 (glicolisis a nivel de sustrato) = 36 ATP/ mol de glucosa

Teniendo en cuenta que por cada NADH y FADH2 que se transfieren a la cadena respiratoria se obtienen 3 y 2 moléculas de ATP respectivamente, el balance energético de la oxidación completa de una molécula de glucosa es el siguiente:Glucólisis:

glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+->

2 piruvatos + 2 NADH

2 ATP

2 NADH->

Rinde:2 ATP

6 ATPOxidación Piruvato: cada 2 ác. pirúvico + coenzima-A -->2 CO2 y 2 acetil coenzima-A + 2 NADH 2 NADH-> 6 ATP

2º. Ciclo de ac. cítrico:2 Acetil-CoA + 6 NAD+ + 3 FAD ----> 4 CO2 + 6 NADH +

2 FADH2 + 2 ATP

+ 2 ATP

6 NADH->2 FADH2 ->

+ 2 ATP

18 ATP4 ATP

3º. Cadena respiratoria:los 10 NADH+ 2 FADH2 de los pasos anteriores dan --->           1 NADH --> 3 ATP= 30 ATP           1 FADH2 --> 2 ATP=4 ATPTOTAL 38 ATP- 2 ATP usados en el reingreso de 2NADH producidos en la glucólisis: -2 ATP

total= 36 ATP

VIA DE LAS PENTOSASVIA DE LAS PENTOSAS

Constituye una vía alterna de la glucosaNo produce ATP pero tiene dos funciones :

1. La generación de NADPH+H, necesario para síntesis reductivas como: Biosíntesis de colesterol y de ácidos grasos. Consecuentemente, esta ruta metabólica transcurre fuertemente en el tejido adiposo, donde hay una gran oferta de glucosa y una alta necesidad de NADPH, requerido para la biosíntesis de ácidos grasos. 2. La provisión de residuos de Ribosa, para la biosíntesis de ácidos nucleicos.

También conocida como lanzadera de fosfatos de pentosas, es una ruta metabólica estrechamente relacionada con la glucólisis durante la cual se utiliza la glucosa para generar ribosa, que es necesaria para la biosíntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos. La vía de la pentosa fosfato (PPP) es principalmente una vía anabólica que utiliza 6 carbonos de glucosa para generar azucares de 5 carbonos y equivalentes reducidos. Sin embargo, esta vía sí oxida la glucosa y bajo ciertas condiciones puede oxidar a la glucosa completamente a CO2 y agua. Esta vía es mucho mas activa en el tejido adiposo (biosíntesis de ácidos grasos) que en otros

VIA DE LAS PENTOSASVIA DE LAS PENTOSAS

1. Se realiza en el citosol 2.Se utiliza NADP+ como aceptor de

electrones. 3. La vía se puede dividir en dos fases: A. Fase oxidativa irreversible Glucosa-------- Ribulosa 5-P B. Fase no oxidativa reversible Ribulosa 5- P------ Glucosa

IMPORTANCIA BIOMÉDICA:

La deficiencia de ciertas enzimas en la vía de las pentosas constituye la causa principal de la hemólisis de los glóbulos rojos, lo cual da lugar a un tipo de anemia Hemolítica.

La enzima más afectada es la Glucosa 6-P deshidrogenasa.

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