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8/14/2019 ClaseGlicolisis lilliam 2009
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Contenido
1. Vias Metablicas de los CHO:
Glicolisis (degradacin de la Glucosa) Gluconeogenesis (lactato, AA a glucosa)
Glucogenogenesis (glucosa a glucgeno)
Glucogenolisis (glucgeno a glucosa)
Ruta de las Pentosas (degradacin de la glucosa)
2.Regulacin de los procesos metablicos
3.Aspectos clnicos relacionados con defectos enel metabolismo de los CHO.
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Sntesis de glucgeno usualmente a partirde glucosa (aunque el lactato del msculo
puede ser una fuente de glucgeno)Glucgeno-genesis
Vias del Metabolismo de la Glucosa (cont.)
Degradacin del glucgeno por el hgado
para: producin glucose o para producirenerga para el trabajo muscular.
Glucgeno-
lisis NADPH para reacciones biosintticas azcar ribosa para la produccin de
Ac. nucleicos
Via de lasPentosa
fosfato
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Gliclisis, el Ciclo de Krebs, laCadena de Transporte de
electrones y la Fosforilacin
oxidativa:
Las vias metablicas que
transfieren la energa libre desdela glucosa al ATP
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H2O
Aminocidos cidosgrasos
Glucosa
PiruvatoCO2
Acetil-CoA
CicloCiclodede
KrebsKrebs
NADH, FADH2(Transportadores e- reducidos)
Cadena respiratoria(Transferencia e-)
2H+ + O2
ADPADP ATPATP+ Pi
ee--
ee--
ee--
ee--
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Gliclisis-Contenido
Los 10 pasos enzimticos de interconversinqumica de la glucosa
Rendimiento energtico
Mecanismos que controlan el flujo demetabolitos a travs de la via
Entrada de otros azucares a la via
Coneccin con El Ciclo de Krebs, CR y FO
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Carbohidratos de la dieta:
Tubo digestivo
Intestino delgado
Clula
digestin
absorcin deglucosa
metabolismo
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file:///A:/Themechanismofglucoseuptakeintocellspp_files/img006.gif
El mecanismo de la captacin de
glucosa por las clulasLa glucosa entra a lasclulas por DifusinFacilitada a favor de un
Gradiente de concentracinLa entrada de la Glucosaenvuelve una familia deprotenas transportadoras
de Glucosa (GLUTs). Ellasson especficas de cadatejido. Estimuladas por lainsulina, excepto en hgado.
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Intestino
glucosaviasangre
cerebro
CO2
Msculo
glucgeno
TejidoAdiposo
grasa
hgado
triacilglicerol
glucgeno
Pncreas
insulina
Acidosgrasos
CO2
Eventos metablicos de la glucosa
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Va metablica Central para la degradacin deCHO (Glucosa) para la generacin de energa y deintermediarios metablicos biosintticos para
otras rutas
Bajo cond. anaerbicas se recupera solo el 5% dela energa que estara disponible por elmetabolismo oxidativo
Ocurre en el citosolde las clulas eucariotas
Visin Global del Catabolismo de laGlucosa: GLICOLISIS
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Glicolisis:
glucosa + 2ADP +2Pi + 2NAD 2piruvato+2ATP+2NADH+2H++2H2O
Rendimiento energtico 8 ATP
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El destino ulterior del piruvato va a depender del organismoque se considere y de sus circunstancias metablicas
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Condiciones Aerbicas : el aceptor final delos electrones en la cadena de transportede electrones es el oxgeno molecular (O2).
Condiciones Anaerbicas : el aceptor finalde los electrones NO es el oxgeno (O2)
sino una molcula orgnica. Rinde menosenerga que en condiciones aerbicasporque el ciclo de Krebs opera bajocondiciones aerbicas.
Respiracin Celular
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En organismosaerobios
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2 ATPs son usados,para sintetizar
azcares - P
Glucosa es escindida
para formar 2 mol.
Gliceraldehido-3-fosfato
Estado Preparatorio: fase de inversin deenerga
Glucosa
Glucosa
6-fosfato
Fructosa
6-fosfato
Fructosa
1,6-difosfato
Dihidroxiacetona
fosfato (DHAP)
Gliceraldehido
3-fosfato
(GP)
1
2
3
4
5
Enzimas
1- Hexocinasa
2- Fosfoglucosa isomerasa3- Fosfofructoquinasa
4- Aldolasa
5- Triosafosfato isomerasa
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2 molculas deGliceraldehido-3-fosfato se oxidan a2 Piruvato
Se producen:
4 ATP
2 NADH
Fase de generacin de Energa
1,3-difosfoglicerato
3-fosfoglicerato
2-fosfoglicerato
Fosfoenolpiruvato
(PEP)
6
7
8
9
10
Piruvato
Enzimas
6-Gliceraldehdo 3P Dhasa
7- Fosfoglicerato quinasa
8- Fosfoglicerato mutasa
9- Enolasa
10- Piruvato quinasa
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Resultado neto de la Gliclisis
2 moleculasde piruvato
Glucosa
Adicional al piruvato, los productosnetos son: 2 ATP y 2 NADH
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glucosa (6C)Gliclisis
2 ATP
2 ADP
(2) gliceraldehido-3-fosfato (3C)
(2) piruvato (3C)
4 ADP
4 ATP
2 NAD+
2 NADH+2H+(oxidacinde CHO)
RespiracinvariasoxidacionesCO2, H2O,2 NADH + 2H+
Lactato,etanol,otros
2 NAD+
(reduccin de CHO)
Fermentaciones
ATPempleados
ATPproducidos
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Via Glicoltica
1Adicindegruposfosforilosparaactivarlaglucosa.
2. Convertir los intermediarios encompuestos fosforilados de alta energa.
3. Acoplar la transferencia de gruposfosfatos al ADP para formar ATP.
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Cada uno de los 10 pasos de la Glicolisis escatalizado por una enzima especifica.
Fase I Un estado preparatorio en el cual laglucosa es fosforilada y escindida para rendir2 moleculas de gliceraldehido-3-fosfato -emplea 2 ATPs
Fase II gliceraldehido-3-fosfato es convertidoa piruvato con la concomitante generacion de 4ATPs-netos. La ganancia es 2ATPs por molcula
de glucosa.
Via Glicoltica
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Glucosa + ATP => Glu-6-P + ADP
Glu-6-P Fru-6-P
Fru-6-P + ATP => Fru-1,6 bi-P + ADP
Fru-1,6 bi-P G-3-P + DHAP
DHAP G-3-P
Neto:
Glucosa + 2 ATP => 2 G-3-P + 2 ADP
Suma de las Reacciones 1ra Fase
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6. 2 G-3P + 2Pi + 2NAD+ 2 1,3 biPGli + 2NADH+2H+
7. 2 1,3-biPGli + 2 ADP 3-PGli + 2 ATP
8. 3-P Gli 2-PGli9. 2-PGli 2 PEP
10. 2PEP + 2ADP => 2Piruvato + 2ATP
Neto:
2 G-3-P + 2 Pi + 4 ADP + 2NAD+ => 2 Piruvato + 4 ATP +
2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
Reacciones (6-10)
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Hexoquinasa
Baja especificidad por diferentes azucares (fosforila varias hexosas fructosa, manosa-
Especfica para diferentes tejidos
Hexoquinasa en msculo inhibida alostricamente por el ATP
Hexokinasa en cerebro - NO es inhibida alostricamente por el ATP
Glucoquinasa- heptica: controla los niveles de glucosa sangunea.
O
OH
H
OH
OHH
CH2OH
HH
OH H
OH
OH
H
OH
H
OHH
OH
CH2
OPO3
2-
H+ ATP + ADP + H+
Glucosa Glucosa-6-fosfato
Mg++
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Glucosa 6- P: una encrucijada en elmetabolismo
Piruvato
Esta reaccin atrapa la Glucosa en la clula
Glucgeno
Ruta de lasPentosasfosfato
Glucosa
GliclisisDegradacin glucosa
GluconeognesisSntesis glucosa
Glucosa 6- P
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Fosfoglucosa Isomerasa
OH
CH2OH
H
OH H
H
O
-2O3POCH2
HO
OH
OH
H
OH
OHH
OH
CH2OPO32-
H
H
Glucosa 6 fosfatoGlucosa 6 fosfato FructosaFructosa 66 fosfatofosfato
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Fosfofructoquinasa-1
Fructosa-6-fosfato Fructosa-1,6-bifosfato
- Segunda reaccin irreversible de la Gliclisis- Enzima que limita la velocidad de la gliclisis, regula elflujo de carbono a travs de la Gliclisis
- Paso Irreversible, no puede tomar otra via
- El unto de control de la Gliclisis
OH
CH2OH
H
OH H
H
O
-2O3POCH2
HO
OH
CH2OPO3-2
H
OH H
HO
-2O3POCH2
HO+ATP +ADP
Mg++
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Aldolasa
CH2
OPO3
-2
C O
C
C
C
HHO
OHH
OHH
CH2OPO3-2
CH2OPO3-2
C O
C HHO
H
C OHH
CH2OPO3-2
H O
+
Dihidroxiacetonafosfato (DHAP)
Gliceraldehido-3-fosfato (GAP)
Fructosa -1,6 bifosfato(FBP)
Ruptura Aldlica (inverso de la condensacin aldlica)
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Triosa fosfato Isomerasa
Gliceraldehido - 3 fosfato(G3P)
Dihidroxiacetona fosfato(DAP)
Triosa fosfatoIsomerasa
Isomeriza la DAP en G3P que es el sustrato de la
siguiente reaccin
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Gliceraldehido-3-fosfatodeshidrogenasa
Genera el 1er intermediario de super alta energa
Usa fosfato inorgnico para crear 1,3 bifosfoglicerato
C
CH2OPO32-
OHH
HO
C
CH2OPO32-
OHH
OPO32-
O
+NAD+ +Pi +NADH+H+
Gliceraldehido 3 fosfato 1,3 bifosfoglicerato(un acil fosfato)
OJO
Equivalentesreductores
Todas X2
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1,3 - bifosfoglicerato 3 - fosfoglicerato
Fosfoglicerato Quinasa
Mg2+
Primera Fosforilacin a nivel de sustrato --- ATP
ATPATP
Elevado potencial de
transferencia de grupo
X2Se recuperan los ATP invertidos en la 1ra. fase
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3 - fosfoglicerato 2 - fosfoglicerato
Fosfoglicerato mutasa
Activacin del 3 fosfoglicerato: (preparacin para lasntesis del siguiente compuesto de sper alta energa)
Mg2+
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Enolasa
fosfoenolpiruvato
Se genera un 2do compuesto de sper alta energa
Mg2+
Elevada energa libre de hidrlisis+2 - fosfoglicerato
(Un ester fosfato)
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Reacciones acopladas...(Ej., en la fosforilacin a nivel de sustrato
PEP ADP
Piruvato ATP
exergnica endergnica
PEP + ADP piruvato + ATPenzima
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El poder Oxidante del NAD+debe ser reciclado
1. Bajo condiciones anaerbicas en el msculo elNADH reduce al piruvato a lactato (fermentacin
lctica) y el NAD+ es regenerado.3. Bajo condiciones aerbicas, los NAD reducidos
transfieren sus electrones a la CTE, reciclando elNAD+ requerido en la Glicolisis.
El NADH producido debe ser convertido denuevo a NAD+ . Si el pool de NAD se agota, la glicolisis se
pararia
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Existen dos mecanismos diferentes para el transporte hasta la
mitocondria de los equivalentes de reduccin contenidos en el NADH.H+
producido en el citoplasma:
a) La lanzadera malato-aspartato.
b) La lanzadera del glicerofosfato.
Implican la transferencia de equivalentes reductores a travs de la membranaMitocondrial por la va de los pares de sustratos , ligados por deshidrogenasas
apropiadas, las cuales son necesarias que se encuentren a ambos lados de la
membrana
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L d Gli l 3 f f t d hidL d Gli l 3 f f t d hid
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Lanzadera Glicerol 3- fosfato deshidrogenasaLanzadera Glicerol 3- fosfato deshidrogenasa
Gluclisis
Dihidroxiacetonafosfato
Glicerol 3-fosfato
Matriz
Glicerol 3-fosfato
deshidrogenasacitoslica
Glicerol 3-fosfatodeshidrogenasa
mitocondrial
Mas activa clulas musculares
L d Gli l 3 f f t d hidL d Gli l 3 f f t d hid
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Lanzadera Glicerol 3- fosfato deshidrogenasaLanzadera Glicerol 3- fosfato deshidrogenasa
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Lanzadera Malato - Aspartato
Los equivalentes de reduccion contenidos en el NADH.H+
producido en el citoplasma son transferidos al oxalacetato para
formar malato, en una reaccion catalizada por la enzima malato
deshidrogenasa citoplasmatica
El Malato puede atravesar las membranas mitocondriales y entrar en la matrix mitocondrial. Una
vez alli el malato es deshidrogenado por la enzima mitocondrial malato deshidrogenasa:
El oxalacetato es transaminado a aspartato, el cual sale de la mitocondria y una vez en el citosol,
es transaminado a oxalacetato comenzando un nuevo ciclo.
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ATP producidos de la completa oxidacin de
1 glucosa empleando respiracin aerbica.
4304Total
4-
0
delFADH
182Ciclo Krebs6
6
delNADH
Fosforilacinoxidativa
0
Descarbox.
Oxidativa
2Glicolisis
Fosforilacin
a nivel de
sustrato-
VIA
ATPs producidos por la oxidacin total de
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ATPs producidos por la oxidacin total deuna molcula de Glucosa
38 ATP
C l l i di i t d ATP
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Cual es el mximo rendimiento de ATP enel catabolismo aerbico de la glucosa?
Glicolisis:glucosa 2piruvato + 2NADH+2ATP 8 ATPs
Piruvato Deshidrogenasa:2piruvato 2acetil CoA + 2NADH 6 ATPs
CK:acetil CoA2CO2+3NADH+FADH2+GTP 12ATPsx2