PRESENTADO POR:

CARLINA ROMN ABRAMSANGLICA M. OLMO FONTNEZEILEEN SOTO RUIZLILLYANN ASENCIO ZAYASMARIAWY RIOLLANO CRUZWILLIE BIDOT RODRGUEZANGLICA RIVERA GONZLEZLOURDES ALICEA RODRGUEZNAYDA A. MELNDEZ CCERES

Rutas Anaplerticas y Ciclo de Glioxilato

ObjetivosIntroduccin a Respiracion Celular

Importancia de las Rutas Anaplerticas

Importancia del Ciclo de Glioxilato

Datos a recordar

IntroduccinMeta de todo organismo vivo: obtener energa para la regulacin de las diversas reacciones bioqumicas que permiten su funcionamiento ptimo. Sistemas que se caracterizan por realizar reacciones catablicas y anablicas para la produccin de energa:FotosntesisFermentacin Respiracin celular

Respiracin CelularEn microorganismos quimiohetertrofos en presencia de oxgeno, envuelve la oxidacin de compuestos orgnicos, para la liberacin de CO2, agua, y eventualmente, energa en forma de ATP.Etapas: Gluclisis, Ciclo de Krebs Cadena de transporte de electrones

Rutas MetablicasRESPIRACIN CELULARCatablicas: Degradacin de nutrientesOxidacin de amino cidos, catabolismo cidos grasosGluclisis

Anablicas: Sntesis de biomolculascidos grasos, amino cidos, esteroles, glucosa, nucletidosRol del Ciclo de cido CtricoPropsito??... Generar Energa Metablica

Generar potencial reductor y ATP

Se genera una serie de intermediarios con dos funciones principales: Metabolismo energtico Precursores anablicosCuatro de los ocho intermediarios se oxidan y la energa se conserva en coenzimas reducidas: NADH y FADH2Funciones importantes del Ciclo de Krebs

Sntesis de biomolculasEmplean reacciones anablicas como: sntesis de cidos grasos, aminocidos y eventualmente nucletidos, entre otros.Ejemplo: alfa-cetoglutarato, sirve como precursor de glutamato Funciones importantes del Ciclo de Krebs

Rutas Anaplerticas

Debido a que estos intermediarios, o precursores, son utilizados para la sntesis de compuestos bioqumicos, se necesitan enzimas catalticas que generen nuevamente los mismos.

A estas reacciones se conocen como rutas anaplerticas.

Necesidad de Rutas AnaplerticasHay intermediarios desviados del cicloOxaloacetato, citrato, Succinyl Co-A, -ketoglutarato

Necesitamos reemplazarlosSe encargan de reponer los intermediarios oxalacetato y malato, por medio de la carboxilacin de: piruvato o fosfoenolpiruvatoSolucin: Rutas Anaplerticas: sintetizan oxaloacetato directamente o a travs de malatoOxaloacetato: precursor inicial del ciclo

Rutas AnaplerticasPiruvato + HCO3 + ATP

Oxaloacetato + ADP + Pi

Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP

Oxaloacetato + GTPFosfoenolpiruvato + HCO3 Oxaloacetato + Pi

Piruvato + HCO3 + NAD(P)H Malato + NAD(P)+

Piruvato CarboxilasaPEP carboxiquinasaPEP carboxilasaEnzima mlicoResumen de las cuatro Rutas Anaplerticas

Rutas Anaplerticas

Proveen balance metablico

IMPORTANCIA: Si hay reemplazo de molculas = Ciclo de Krebs se detiene = No hay produccin de energa = MUERTE celular

Caractersticas de las Rutas Anaplerticas Condiciones energticas: NO hay produccin de energa

Condiciones ambientales:Ambiente aerbico

Es ruta asimilativa ya que:No hay produccin de energaHay incorporacin compuestos orgnicos

Organismos usuarios de Rutas AnaplerticasHongos: Saccharomyces cerevisiae

Animales: humanos

Bacterias:Corynebacterium glutamicumEscherichia coliPseudonoma aeruginosaCampylobacter jejuni

Ciclo de Glioxilato

Caractersticas del Ciclo de GlioxilatoRuta anablica asimilativaNo se genera energa Se incorpora la utilizacin de compuestos orgnicosFuentes de dos carbonosAcetatoCompuestos que deriven a Acetil-CoAAsiste en la produccin de carbohidratosOrganismos que lo llevan a cabo:BacteriasPlantasProtozoariosHongosInvertebrados

Modificacin del Ciclo de KrebsA diferencia del ciclo de Krebs, en el ciclo de glioxilato hay una serie de reacciones, que a travs de la eliminacin de decarboxilaciones, forman un compuesto de cuatro carbonos; el cual ayuda a la sntesis de glucosa. Este ciclo se caracteriza y se diferencia del Ciclo de Krebs, en que en el mismo se produce glucosa mediante gluconeognesis, partiendo inicialmente, de cidos grasos y acetatos

1er PasoUnin de dos molculas de acetil-CoA con una molcula de oxaloacetato hasta producir citrato

2do Paso Produccin de isocitrato a partir de citrato En este paso, cada uno de los ciclos alterna sus vas

3er PasoProduccin de succinato y glioxilato a partir de isocitrato

4to PasoGlioxilato se une a acetil-CoA para producir malato

5to Paso (ltimo) Produccin de Oxaloacetato a partir de Malato Oxaloacetato es el encargado de la sntesis de glucosa

Ciclo Glioxilatohttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=stryer&part=A2422&rendertype=figure&id=A2423

Las enzimas de este ciclo sonIsocitrato liasaEncargada de degradar el isocitrato en succinato y glioxilatoMalato sintasaCataliza la reaccin donde se une glioxilato con acetil-CoA, para producir malato.

Importancia del CicloDa la habilidad a ciertos organismos de crecer en: Etanol, acetato, cidos grasos o compuestos constituidos por solo dos carbonos. Manera alterna de sobrevivir en ambientes extremos con limitacin de nutrientesEs regulado segn las necesidades celulares de cada organismo.Presente en: bacterias, algunas plantas, protozoas y algunos invertebrados

Microorganismo que lo llevan a cabo

Saccharomyces cerevisiaeEscherichia coliHaloferax volcanii (halofilico extremo) Debaryomyces hansenii

Rutas AnaplerticasCiclo de Glioxilato

Reacciones de relleno de intermediarios en Ciclo de Krebs

Necesarias para que el Ciclo de Krebs contine.

Oxaloacetato es el precursor inicial del ciclo de KrebsCausa y efecto: Si se sintetiza Oxaloacetato, se forman los otros intermediarios.

El ciclo le provee:versatilidad metablica al organismohabilidad a las plantas para crecer en condiciones sin fotosntesisGlioxisomas

El ciclo permite:el crecimiento en Acetato y otros compuestos complejosproduccin de carbohidratos

Recuerda

Referencias(1)Nelson, D and Cox, M. 2008. Principles of Biochemistry. 5THED. Chaper 16.2: Reactions of the Citric Acid Cycle, pp620. W.H. Freeman and Company.(2)Nelson, D and Cox, M. 2008. Principles of Biochemistry. 5THED. Chaper 16.2: Reactions of the Citric Acid Cycle, pp631. W.H. Freeman and Company.(3)Shirai, T. Et al. 2007. Study on roles of anaplerotic pathways in glutamate overproduction of Corynebacterium glutamicum by metabolic flux analysis. Microbial Cell Factories; 6:19. Available from: http://www.microbialcellfactories.com/content/6/1/19Moat, A. Et al. 2002. Microbial Physiology; Chapter 8: MICROBIAL STRESS RESPONSES. Copyright by Wiley-Liss, Inc. Moat, A. Et al. 2002. Microbial Physiology; Chapter 9: ENERGY PRODUCTION AND METABOLITE TRANSPORT Copyright by Wiley-Liss, Inc. Yang, C. Et al. 2003. Analysis of Escherichia coli anaplerotic metabolism and its regulation mecanysm from the metabolic responses to altered dilution rates and phosphoenolpyruvate carboxykinase knockout. Biotechnol Bioeng; 84(2):129-44Rojas, O. Et al.2006. Analisis de Rutas Metabolicas en Pseudomonas auriginosa para la Produccin de Polihidroxialcano a Partir de Glucosa Usando Modos Elementales. E-Gnosis Vol4, Art 12 Velayudhan, J. Et al. 2002. Analysis of gluconeogenic and anaplerotic enzymes in Campylobacter jejuni: an essential role for phosphoenolpyruvate carboxykinase. Microbiology (2002), 148, 685694Campbell M. K., S. O. Farrell. (2004). El ciclo de glioxilato: una va relacionada.Bioqumica. 4ta edicin. (16.6): 532-533.Cornah J. E., V. Germain, J. L. Ward, M. H. Beale, S. M. Smith. (2004). LipidUtilization, Gluconeogenesis and Seedling Growth in Arabidopsis MutantsLacking the Glyoxylate Cycle Enzyme Malate Synthase. Journal of Biological Chemistry (279): 42916-42923.J. A. Serrano Gomicia. (2000). Ciclo del glioxilato en el arquea halfilo Haloferax volcanii:anlisis bioqumico, filogentico y transcripcional. Tesis doctoral de la Universidad deAlicante. Alicante, Espana.R. Y. Stainer, J. L. Ingraham, M. L. Wheelis, P. R. Painter. Metabolismo microbiano:reacciones de mantenimiento. Microbiologa. (1992) Editorial Reverte, S. A. 2daedicin. (4): 96-99. White, D. 2007. The Physiology and Biochemistry of Prokaryotes. Oxford University Press. New York, NY. 3th ed. 223-224.

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