SEMINARIO 05Fuentes metabólicos y destino del Piruvato.
Fuentes y destino del Acetil CoA. El Ciclo de los ácidos tricarboxílicos., metabolismo y enzimas.
Balance energético. Factores que lo regulan. Vías anapleróticas, Importancia médica.
1. Fuentes metabólicos y destino del Piruvato
Imagen extraída de: Bioquímica Médica, Escrito por John W. Baynes,Marek H. Dominiczak
a. Fuentes metabólicos del piruvato
Fosfoenolpiruvato (glucólisis) Piruvato
Piruvato Lactato
Aminoácidos: Ala, Ser, Cis, Tre, Gly,
hyp Piruvato
Piruvato cinasa
Lactato deshidrogena
sa
Enzimas de transformación proteica
Glucosa u otros monosacáridos
Enzimas Glucólisis
Condiciones anaeróbicas
Imagen disponible en: http://jdamedicina20.blogspot.com/2011/04/glucolisis.html
a.1. De fosfoenolpiruvato Piruvato
Imagen disponible en: http://web.usal.es/~evillar/reacopl.htm
a.2. De Lactato a Piruvato
Imagen disponible en: http://www.scielo.org.mx/scielo.php?pid=S1405-99402006000800011&script=sci_arttext
a.3. Degradación de aminoácidos a piruvato
Imagen extraída de: Lo esencial en metabolismo y nutrición, Escrito por Sarah Benyon,Jason O'Neale Roach
Ejemplo: Glutamico piruvico transaminasa (GPT)
GPT
b. Destinos metabólicos de Piruvato• Citosol: P lactato• Mitocondrias:
• PAcetil-CoA (energia)• Palanina• Poxalacetato
(gluconeogénesis y ciclo de Krebs)
Imagen extraída de: Bioquimica, libro de texto con aplicaciones clínicas, Escrito por Thomas M Devlin
b.1. Piruvato –> Lactato Lactato deshidrogenasa (LDH)
• Durante el ejercicio.
Imagen derecha disponible en: Bioquimica Médica, http://themedicalbiochemistrypage.org/spanish/gluconeogenesis-sp.html
b.2. Piruvato Acetil CoAPiruvato deshidrogenasa
• Vía Aeróbica de la glucolisis.• Paso al ciclo de Krebs para generar ATP.
Imagen disponible en: http://www.biologia.edu.ar/metabolismo/met5.htm
b.3. Piruvato Alanina Alanina aminotransferasa
• Llenar su reserva energetica• Eliminación de Nitrogeno por grupos aminos de aminoacidos (UREA)
Imagen disponible en: Bioquimica Médica, http://themedicalbiochemistrypage.org/spanish/gluconeogenesis-sp.html
b.4. Piruvato OxaloacetatoPiruvato carboxilasa
• Como fuente de energía por el cerebro, testículos, eritrocitos, y medula renal debido a que la glucosa es la única fuente de energía para estos órganos.
• Junto con el acetil-CoA, es uno de los sustratos de la citrato sintasa.
• Produce descarboxilación oxidativa del piruvato: reacción irreversible que ocurre en la mitocondria.
• Cataliza :
Piruvato + CoA + NAD+ → Acetil CoA + NADH + H+
• Complejo multienzimático formado por 3 enzimas:- E1: Piruvato deshidrogenasa: 20-30 cadenas, coenzima
difosfato de tiamina, cataliza la descarboxilación oxidativa del piruvato.
- E2: Dihidrolipoil transacetilasa: 60 cadenas, coenzima lipoamida, transfiere el acetilo a CoA
- E3: Dihidrolipoil deshidrogenasa: 6 cadenas, coenzima FAD, regeneración de la forma oxidada de la lipoamida y transferencia de electrones a NAD +
c. Complejo Piruvato deshidrogenasa
c.1. Complejo piruvato deshidrogenasa: Enzimas, coenzimas y grupos prostéticos
• Participan 5 coenzimas: tiamina difosfato, FAD, lipoato, NAD y CoA.
c.2. Pasos1. Descarboxilación del
piruvato por la Piruvato Deshidrogenasa
2. Formación de acetil CoA por Dihididrolipoil transacetilasa
3. Formación de NADH por la Dihidrolipil deshidrogenasa
Imagen extraída de: Bioquímica, libro de texto con aplicaciones clínicas, Escrito por Thomas M Devlin
c.3. Regulación
• Alostérica: Inhibición por el acetil CoA y el NADH• Covalente: No dependiente del AMPc - PDH cinasa: fosforila e inactiva a la enzima -PDH fosfatasa :desfosforila a la enzima y la activa
Regulación de PDH. A. regulación mediada por productos finales B. Regulación mediante la interconversión de las
formas activa e inactiva.
Imagen extraída de: Harper Bioquimica ilustrada, Escrito por Robert Murray y cols.
2. Fuentes y destino del Acetil CoA. El Ciclo de los ácidos tricarboxílicos.,
metabolismo y enzimas.
CARBOHIDRATOS PROTEÍNA GRASAS
AZUCARES SIMPLES Aa AC. GRASOS +
GLICEROL
Acetil-CoA
C.K.
GLUCÓLISIS TRANSAMINACIÓN BETA-OXIDACIÓN
HARPER, “Bioquímica ilustrada”, 28ª
edición.
Acetil-CoA• Todos los productos de la
digestión se metabolizan hacia un objetivo común: La Acetil-CoA, que luego se oxida mediante el ciclo del ácido cítrico.
HARPER, “Bioquímica ilustrada”, 28ª
edición.
• El acetil-CoA es un compuesto de alta energía, su DGº´ de hidrólisis es de –31.5 kJ/mol, un poco más exoergónica que la hidrólisis del ATP.
• Esta coenzima compleja está compuesta de un grupo b-mercaptoetilamina, el ácido pantoténico (vitamina) y ADP. Puede estar como tiol reducido (CoA-SH) u oxidado (acetil-CoA). El CoA funciona como un transportador de grupos acetilo y también de otros grupos acilo
Universidad de la habana, facultad de biología. “Metabolismo”.
El control de la PDHPiruvato
CoA NAD+
Acetil CoA
NADH
CO2
PDH (activa)PDH- P
PDH Cinasa
PDH Fosfatasa
inactiva
H2OPi
inhibe
inhibe
NADH, Acetil CoA, ATP ADP, Piruvato, CA++
InsulinaMg++ Ca++
Estimula
+ -
CICLO DE KREBS
3. BALANCE ENERGÉTICO Y REGULACIÓN
DEL CICLO DE KREBS
REDUCCIÓN DEL NAD+ Y FAD
FORMACIÓN DE ATP
NADH 3ATPFADH2 2ATP
BALANCE ENERGÉTICO EN UNA MOLÉCULA DE GLUCOSA
OXIDACIÓN DEL ÁCIDO PIRÚVICO
CICLO DE KREBS
REGULACIÓN DEL CICLO DE KREBS
4. REACCIONES ANAPLETORICAS
Son reacciones que reestablecen los niveles de los intermediarios del ciclo de krebs
Los intermediarios del ciclo de krebs que se utilizan en otras rutas biosinteticas deben reponeerse para que el flujo metabolico a traves del ciclo no se detenga
a-oxoglutarato + alanina Glutamato + PiruvatoOxalacetato + alanina Aspartato + Piruvato
Citrato + ATP + CoA Acetil-CoA + Oxalacetato + ADP + Pi [ATP-Citrato-liasa]
Succinil-CoA Biosintesis del grupo Hemo
CICLO TCA: DESTINO DE INTERMEDIARIOS
Anaplerosis and cataplerosis in the TCA cycle.
Owen O E et al. J. Biol. Chem. 2002;277:30409-30412
©2002 by American Society for Biochemistry and Molecular Biology
REACCIONES ANAPLETORICAS
CARBOXILACION DEL ACIDO PIRUVICO
Piruvato Carboxilasa:
Enzima mitocondrial Activada alostericamente por Acetil-CoA Peso molecular de 650 000 4 Subunidades asociadas a 4 moleculas de Biotina y a 4 iones Mn2+
Inactivacion a 0°C Disociacion en 4 subunidades Riñon, Higado Mn2+
E-biotina + ATP + CO2 + H2O E-carboxibiotina + ADP + Pi
E-carboxibiotina + Piruvato E-biotina + Oxalacetato
Suma: ATP + CO2 + Piruvato + H2O Oxalacetato + ADP + Pi
REACCIONES ANAPLETORICAS
Piruvato + CO2 + NADPH + H+ L-malato + NADP+
Tambien participan otras reacciones:
*Malato deshidrogenasa-Organismos aerobios-Higado, Corazon
PAPEL FISIOLOGICO DE LA ANAPLEROSIS
METABOLISMO DE LA GLUTAMINA EN EL RIÑON HUMANO
PAPEL FISIOLOGICO DE LA ANAPLEROSIS
METABOLISMO DE LA GLUTAMINA EN EL MUSCULO ESQUELETICO
• BIBLIOGRAFÍA:
Lodish, Berk, Kaiser; Biología Celular y Molecular; 5ta edicion, editorial panamericano ; 2004.
DG Nicholls; Bioenergética , Introducción a la Teoría Quimiosmótica ;editorial reverté, 2000
Jaime Fornaguera, Georgina Gómez;Bioquímica .Editorial UNED, 2001
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
• Bioquímica Médica, Escrito por John W. Baynes,Marek H. Dominiczak• Lo esencial en metabolismo y nutrición (2da edición), Escrito por Sarah
Benyon,Jason O'Neale Roach• Bioquímica, libro de texto con aplicaciones clínicas, Escrito por Thomas M Devlin• Fundamentos de Bioquímica (2da Edición), Escrito por Donald Voet,Judith G. Voet• Harper Bioquímica ilustrada (28° Edición), Robert Murray y cols.• Bioquímica Médica. Michael W. King, Ph.D / IU School of Medicine / miking at
iupui.edu / © 1996–2011 Disponible en : http://themedicalbiochemistrypage.org/spanish/gluconeogenesis-sp.html Ultima modificación: 11 de febrero 2011