Glucólisis

Pentosas Fosfato

Síntesis de Glucógeno

Hasta ahora vimos…

Gluconeogénesis

Hoy vamos a ver…

Glucosa

Destinos de la glucosa

Oxidación vía glucólisis

2 PiruvatoFermentaciónalcohólica

Fermentación Láctica

Respiración

2 Acetil-CoACiclo de Krebs

4 CO2 + 2 H2O

Células de animales, plantas y muchos microorganismos bajo condiciones aeróbicas de respiración. Condiciones anaeróbicas: respiración de nitratos.

Ej.: Respiración aeróbica

Fermentación

Fermentación alcohólica: Levaduras.

Fermentación Láctica: Contracción vigorosa de una célula muscular, eritrocitos, algunas otras células y algunos microorganismos.

Balance de poder

reductor nulo

Glucosa

Destinos de la glucosa

Oxidación vía glucólisis

2 PiruvatoFermentación

alcohólica

Fermentación Láctica

Respiración

2 Etanol + 2 CO2

2 Acetil-CoA

Ciclo de Krebs

4 CO2 + 2 H2O

Células de animales, plantas y muchos microorganismos bajo condiciones aeróbicas de respiración. Condiciones anaeróbicas: respiración de nitratos.

2 LactatoEj.: Respiración

aeróbica

GlucosaGlucógeno

Almidón

Sacarosa

Destinos de la glucosa

AlmacenamientoOxidación vía glucólisis

2 Piruvato

Oxidación vía pentosas

fosfato

Ribosa 5-P

Homeostasis sanguínea

Glucosa

Fermentación

alcohólica

Fermentación Láctica

Respiración

2 Etanol + 2 CO2

2 Acetil-CoA

Ciclo de Krebs

4 CO2 + 2 H2O

Células de animales, plantas y muchos microorganismos bajo condiciones aeróbicas de respiración. Condiciones anaeróbicas: respiración de nitratos.

2 LactatoEj.: Respiración

aeróbica

Objetivos de la vía de las pentosas fosfato

Producción de Ribosa-5-P: Síntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos.

Producción de Eritrosa-4-P: Síntesis de aminoácidos aromáticos, precursores para muchos caminos biosintéticos

Producción de NADPH: Reacciones de biosíntesis reductiva (Ej.: síntesis de ácidos grasos.

Mamíferos Citoplasma celular.

Muy activa en hígado, glándula mamaria y corteza adrenal.

El músculo esquelético no posee esta ruta.

Ribosa 5-P: Células en división rápida: médula ósea, piel, mucosa intestinal.

NADPH: Hígado, adipocitos, glándula mamaria, así como para controlar los efectos dañinos de los radicales libres (eritrocitos, córnea, cristalino).

Bacterias Citosol

Plantas Dependiendo de la especie y del tejido (hoja, raíz) puede ocurrir en citosol, cloroplasto o peroxisoma.

Eritrosa-4-P: Síntesis de la lignina de la madera.

¿Qué pasa con las arkeas?

Vía de la Ribulosa-Monofosfato!

Vía de las pentosas fosfato: etapas

Etapa oxidativa

Etapa de interconversión de azúcares

Glucosa-6-P

CO2 + Ribosa-5-P + 2 NADPH + 2 H+

NADPH

Etapa oxidativa

Vía de las pentosas fosfato: etapa oxidativa

Mecanismo de la transcetoalasa:

TPP (Tiamina Pirofosfato), vitamina B1.

2700 A.C. Textos médicos chinos refieren al beriberi (deficiencia de tiamina).

1884 Kanehiro Takaki (1849-1920), un cirujano general de la armada japonesa rechazó las ideas previas y atribuyó la enfermedad a una deficiencia proteica.

1897 Christiaan Eijkman (1858-1930), describe que las aves de corral alimentadas con arroz pelado desarrollaban parálisis, pudiendo revertirse al detener esta alimentación: veneno en el interior del arroz, dando la cáscara del arroz una protección al cuerpo.

1901 Gerrit Grijns (1865-1944), interpreta correctamente la conexión entre el consume excesivo de arroz pelado y beriberi, concluyendo que la cáscara del arroz contiene un nutriente esencial.

1911 Casimir Funk aisló la sustancia antineurítica del arroz cereal y la llamó vitamina.

1926 Los químicos alemanes Barend Coenraad Petrus Jansen (1884-1962) y Willem Frederik Donath (1889-1957), lograron aislar y cristalizar el agente activo.

1934 Robert Runnels Williams (1886-1965), un químico de Estados Unidos, determine la estructura.

1958 Ronald Breslow describe finalmente el mecanismo mediante el cual el motivo tiamina de la enzima ejerce su función mediante la sustitución del protón de la posición 2 del anillo tiazol.

Mecanismo de la transcetoalasa:

TPP (Tiamina Pirofosfato), vitamina B1

Fuentes de vitamina B1: Levaduras, carne de cerdo y vacuno, legumbres, frutos secos, maíz, huevos, vísceras (hígado, corazón, riñón), avena, papa, arroz enriquecido, arroz completo, semillas de sésamo, trigo, harina blanca enriquecida, leguminosas, nueces, guisantes, maní, porotos de soja y yerba mate.

La leche y sus derivados, así como los pescados, mariscos, no son considerados buena fuente de ésta vitamina.

Algunas reacciones que utilizan TPP como cofactor

Mecanismo de la

transcetolasa (TC)

N

SR1

R2

H

H+

Desprotonación N

C

SR1

R2

Xilulosa 5-Fosfato

P O

O

O

O

CH2OH

C

CH

CH

CH2

O

OH

OH

P O

O

O

O

C

CH

CH

CH

CH2

OH

OH

OH

HO

Ribosa 5-Fosfato

TPPCarbanión TPP

N

R1

R2

C

S

P O

O

O

O

CH2OH

C

CH

CH

CH2

O

OH

OH

N

R1

R2

C

S

P O

O

O

O

CH2OH

C

CH

CH

CH2

O

OH

-O

P O

O

O

O

CH

CH

CH2

OH

O

Gliceraldehído 3-Fosfato

N

R1

R2

C

S CH2OH

C O-

N

R1

R2

C

S CH2OH

C O

+ +

+

+

+

+

P O

OO

O

C

CH

CH

CH

CH2

OH

OH

OH

HOHN

R1

R2

C

S CH2OH

C O

P O

OO

O

C

CH

CH

CH

CH2

OH

OH

OH

HOH

CH2OH

C O

Sedeoheptulosa 7-Fosfato

Etapa de interconversión de azúcares

Esquema de la ruta

Vía de las pentosas fosfato

Kruger et al., 2003

3 Glucosa-6P + 6 NADP+ + 6 H2O 2 Fructosa-6P + Gliceraldehído-3P + 6 NADPH + 3 CO

2 + 9 H

+

6 Glucosa-6P + 12 NADP+ 5 Glucosa-6P + 12 NADPH + 6 CO2 + Pi

TC y TA: Amplia especificidad de sustrato Ruta alternativa

Vía de las pentosas fosfato

3 Glucosa-6P + 6 NADP+ + 6 H2O 2 Fructosa-6P + Gliceraldehído-3P + 6 NADPH + 3 CO

2 + 9 H

+

6 Glucosa-6P + 12 NADP+ 5 Glucosa-6P + 12 NADPH + 6 CO2 + Pi

Kruger et al., 2003

Vía de las pentosas fosfato: regulación

Necesidades del organismoRibosa-5-P NADPH

Toda la vía funciona

Etapa no oxidativa

Deficiencia de la enzima Glucosa-6-Fosfato Deshidrogenasa (G6PD)

Desarrollo de la enfermedad

-La mayoría de los individuos son asintomáticos: más de 400 millones de personas en el mundo

-La enfermedad se manifiesta como hemólisis aguda, debida al stress oxidativo ocasionado en RBC

-Clínicamente: fatiga, dolor de espalda, anemia e ictericia

-Disparadores: drogas, infección, porotos de fava

-No afecta la calidad ni la expectativa de vida, a excepción de combinaciones con otras afecciones

La deficiencia de G6PD (mutación hereditaria ligada al sexo) fue descubierta investigando el desarrollo de la hemólisis en pacientes que reciben primaquina (1956), una droga antimalárica.

Dominio Coenzimaم

Dominio β+αم

Sitio de uniónم

a sustratoم

Sitio deم

unión م

a coenzimaم

Clases de deficiencia de G6PD

Clase ISeveramente deficiente, asociada con anemia hemolítica no-esferocítica crónica

Clase IISeveramente deficiente (1-10 % de actividad residual), asociada con anemia hemolítica aguda

Clase IIIModeradamente deficiente (10-60 % de actividad residual)

Clase IVActividad normal (60-150 %)

Clase VActividad incrementada (>150 %)

Los beneficios de tener la deficiencia G6PD

Hipótesis: la deficiencia de

G6PD protege contra la malaria.

Evidencias experimentales:

-Similar distribución de malaria y alelos mutados de G6PD (variante A).

Distribución de malaria

Distribución de alelos con la deficiencia

Los beneficios de tener la deficiencia G6PD

Evidencias experimentales:

-Similar distribución de malaria y alelos mutados de G6PD (variante A).

-El parásito Plasmodium falciparum presenta un crecimiento menor en

células defectivas, pudiendo deberse a que sufre daño oxidativo.

-Las personas con malaria tratadas con primaquina (un agente oxidante),

al poseer la deficiencia enzimática, desarrollan anemia hemolítica.

Fisiología de la infección parasitaria:El parásito oxida el NADPH

Deficiencia en GSH Hemólisis dirigida por peróxido

El parásito no se desarrolla.

Los perjuicios de tener la deficiencia G6PD

-La ingestión de porotos de fava (Vicia fava): anemia hemolítica denominada favismo.

-Enfermedad reportada desde principios del siglo XX.

-Pitágoras prohibió a sus seguidores la ingestión de porotos de fava, justificando filosóficamente esta orden: reencarnación de las almas.

-La divicina, el isouramil, y la convicina son los constituyentes tóxicos presentes en los porotos de Fava, lo cuáles presentan actividad oxidante (acción similar a la primaquina).

-Incremento de la actividad de la derivación de las hexosas-monofosfato hacia la ruta de las pentosas fosfato (para revertir los efectos oxidantes), promoviendo la hemólisis en pacientes con deficiencia en G6PD.

La ingestión de porotos de fava en personas que no poseen la deficiencia, puede proveer

resistencia a la malaria

www.tatobacter.com.ar

Mecanismo de la transaldolasa (TA)