Metabolismo de glúcidos

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Rubén Montero Herrero
hace 6 años
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1 UT II.- Metabolismo de glúcidos T 18-glicolisis Tema 3.- Degradación n de glúcidos Digestión n de glúcidos de la dieta Degradación n de glucosa por GLUCOLISIS: Características y reacciones Balance químico y energético ATP Regulación n de la glucolisis Lanzaderas Incorporación n a la glucolisis de otros azúcares

DIGESTIÓN DE GLÚCIDOS ALIMENTOS Los monosacáridos son los únicos glúcidos que se absorben a través de la mucosa intestinal con transporte activo (*) intracelular Tanto el almidón ( mecla

2 DIGESTIÓN DE GLÚCIDOS ALIMENTOS Los monosacáridos son los únicos glúcidos que se absorben a través de la mucosa intestinal con transporte activo (*) intracelular Tanto el almidón ( mecla de amilosa y de amilopectina.) como el glucógeno son hidrolizados por las enzimas α-amilasa (1 4) y glucosidasas (1 6). La α-amilasa (salivar y pancreática) y la glucosidasa (intestinal)

3 DIGESTIÓN DE GLÚCIDOS

4 Glucógeno Glucogenogénesis Glucogenolisis Pentosas y Otros azúcares Ruta pentosas-p Gluconeogénesis Glucosa Glucolisis Ciertos amino ácidos Piruvato Lactato ESQUEMA QUE RELACIONA LAS VÍAS METABÓLICAS PARA LOS GLÚCIDOS Degradación piruvato Ciclo ácido cítrico Transporte Electrónico mitocondrial Ácidos grasos

5 GLUCOLISIS: Ruta CATABÓLICA para la degradación de la glucosa a piruvato - Características generales: GLUCOSA Glucolisis o glicolisis es una ruta catabólica de 10 reacciones enzimáticas: TRES IRREVERSIBLES Su función es la degradación de glucosa para la obtención de energía: 2 ATP y 2 NADH Se degrada una molécula de glucosa (C 6 ) hasta dos moléculas de piruvato (C 3 ). Es una ruta metabólica universalmente distribuida en todas las células. 2 PIRUVATOS

GLUCOLISIS Fases y Reacciones Sustratos : Hexosas-P y triosas-p Enzimas: deshidrogenasas kinasas, isomerasas y mutasas Cofactores: NAD+ / NADH ATP / ADP Las moléculas con carga no atraviesan la

6 GLUCOLISIS Fases y Reacciones Sustratos : Hexosas-P y triosas-p Enzimas: deshidrogenasas kinasas, isomerasas y mutasas Cofactores: NAD+ / NADH ATP / ADP Las moléculas con carga no atraviesan la membrana plasmática El producto de una reacción es el sustrato de la siguiente EL ATP es el cofactor DADOR de GRUPOS FOSFATO Y el ADP es el RECEPTOR de GRUPOS FOSFATO EL NAD + acepta electrones procedentes de los sustratos que se oxidan y él se reduce a NADH

GLUCOLISIS: reacciones FASE 1: fase de inversión de energía 1.-Fosforilación de la glucosa hexoquinasa El ATP transfiere un Pi al OH del C 6. de la glucosa.. Las moléculas con carga no atraviesan las membranas.

7 GLUCOLISIS: reacciones FASE 1: fase de inversión de energía 1.-Fosforilación de la glucosa hexoquinasa El ATP transfiere un Pi al OH del C 6. de la glucosa.. Las moléculas con carga no atraviesan las membranas. La G6P no sale de las células. Glucosa (G) Glucosa 6-P (G6P) 2.-Isomerización de la G-6-P Fosfoglucosa isomerasa La aldosa (C1=O) se transforma en cetosa (C2 =O ) Glucosa 6-P (G6P) Fructosa 6-P (F6P)

Fructosa 6-P (F6P) Fructosa 1, 6-P (FBP) 4.

8 GLUCOLISIS: reacciones Fosfofructoquinasa 1 3.-Fosforilación de la F-6-P El nuevo OH del C 1 es fosforilado por ATP. Fructosa 6-P (F6P) Fructosa 1, 6-P (FBP) 4.-Ruptura aldólica de la F-B-P Se forman dos triosas, isómeros: Aldolasa -gliceraldehido3-fosfato (G3P) y -dihidroxiacetona-fosfato (DHAP). Fructosa 1, 6-P (FBP) Dihidroxi Acetona Fosfato (DHAP) Gliceraldehido 3-fosfato (G3P)

Dihidroxiacetona -fosfato (DHAP) Gliceraldehido 3-fosfato (G3P) FASE 2 6.

9 GLUCOLISIS: reacciones FASE 2: fase de obtención de beneficios Triosa fosfato isomerasa 5.-Isomerización del DHAP a G3P La dihidroxiacetona-fosfato (DHAP) se isomeriza a gliceraldehido3-fosfato (G-3P). Solo el G-3P sigue la glicolisis. Dihidroxiacetona -fosfato (DHAP) Gliceraldehido 3-fosfato (G3P) FASE 2 6.-Oxidación y fosforilación Se genera NADH y un enlace fosfato de alta energía Gliceraldehido 3-fosfato (G3P) Gliceraldehido 3-P deshidrogenasa 1,3-bisfosfo glicerato (BPG) El aldehido se oxida y se fija el grupo fosfato, formando un enlace de alta energía: enlace ACIL-FOSFATO

10 GLUCOLISIS: 1ª reacción de conservación de la energía El aldehido se oxida a ácido y se fija el grupo fosfato, formando un enlace de alta energía: enlace ACIL-FOSFATO Reacción 6: en dos pasos Gliceraldehido-3-P Gliceraldehido 3-P Deshidrogenasa 1,3-BP glicerato

11 GLUCOLISIS: reacciones para recoger energía El enlace ACIL-FOSFATO es de alta energía y ésta se conserva en forma de ATP 7.-Fosforilación a nivel de sustrato Fosfoglicerato quinasa Se transfiere un Pi desde el 1,3- BPG al ADP. 1,3-bisfosfo glicerato (BPG) 3-fosfoglicerato (BPG) 1ª reacción de conservación de la energía 8.-Isomerización El Pi del C 3, de no muy alta energía, se traslada al C 2, a través de un intermedio bisfosforilado (2,3-BPG) 3-fosfoglicerato (3PG) Fosfoglicerato mutasa 2-fosfoglicerato (2PG)

enlace ENOL-FOSFATO es de alta energía Piruvato quinasa 10.

12 GLUCOLISIS: reacciones para recoger energía 9.-Deshidratación Enolasa Se separa una mol. de H 2 O y se genera un enlace enol-fosfato de alta energía 2-fosfoglicerato (2PG) Fosfoenol piruvato (PEP) El enlace ENOL-FOSFATO es de alta energía Piruvato quinasa 10.-Fosforilación a nivel de sustrato Se transfiere un Pi desde el PEP al ADP. Fosfoenol piruvato (PEP) 2ª reacción de conservación de la energía en forma de ATP DG = -31.4kJ/mol piruvato (PIR)

13 GLUCOLISIS: balance de la ruta RESULTADO DE LA GLUCOLISIS glucosa Además se forman 2 moléculas de ATP y 2 moléculas de NADH 2 moléculas de piruvato BALANCE químico y energético de la glucolisis: Glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD > 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2H+ La glucolisis se produce en el citoplasma celular y los NADH que descargan sus e- en el T.E.M. lo hacen en el interior mitocondrial.- LANZADERAS

14 Lanzadera del glicerol-p Glicerol-3-fosfato Deshidrogenasa citoplasmática Dihidroxiacetona fosfato Citoplasma Glicerol 3-fosfato Glicerol-3-fosfato Deshidrogenasa mitocondrial Matriz Por cada NADH citoplásm. que se oxida por esta vía se obtienen 2 ATP.

15 Lanzadera del malato-aspartato Por cada NADH citoplásm. que se oxida por esta vía se obtienen 3 ATP. Malato Malato deshidorgenasa Oxalacetato α-cetoglutarato Glutamato transaminasa Aspartato Citoplasma Matriz Malato Malato deshidorgenasa α-cetoglutarato Oxalacetato Aspartato transaminasa Glutamato

16 REGULACIÓN de la GLUCOLISIS La regulación de la ruta recae sobre las tres enzimas que catalizan las tres reacciones irreversibles. Son tres kinasas hexokinasa Fosfofructo kinasa 1 piruvatokinasa

17 REGULACIÓN GLUCOLISIS: (1) Hexokinasa y características de la glucokinasa Activa inhibe G-6-P Producto de la reacción Glucosa hexokinasa glucokinasa glucosa-6-p GLUCOKINASA Isoenzima en hígado, + Específica para glucosa K M mayor para la glucosa y No inhibida por G6P glucosa Su existencia permite al hígado retirar glucosa de la sangre cuando su concentración es muy alta

18 GLUCOLISIS: REGULACIÓN (2) PFK1 es regulada por niveles de metabolitos Activa inhibe AMP baja energía Enzima alostérica Fruc-2,6-bisP Efector + Fosfofructo kinasa 1 ATP + Fructosa-6-P ATP Fructosa-1,6-bisP + ADP alta energía Citrato consigue energía CINÉTICA SIGMOIDE: comportamiento alostérico

19 La PFK-1 se activa con F-2,6-BP, el producto de la PFK-2 ENZIMA BIFUNCIONAL PFK-2 F2,6-BP Fructosa-6- fosfato Fructosa-2,6-bisfosfato (F-2,6-BP) Fructosa-2,6- bisfosfato La actividad de la enzima bifuncional PFK-2/F2,6-BF está controlada por acción hormonal, mediante fosforilación / defosforilación Fructosa-1,6- bisfosfato

20 REGULACIÓN GLUCOLISIS (3) Piruvatokinasa (PK) Activa inhibe Fruc-1,6-bisP Sustrato glucolitico Fosfo-enol-piruvato piruvatokinasa ATP Alanina Acetil-CoA Piruvato alta energía consigue piruvato consigue energía En hígado, la PK resulta inhibida por fosforilación

21 Incorporación de DISACÁRIDOS a la GLUCOLISIS La hidrólisis de disacáridos produce monosacáridos que se incorporan a la glucolisis por diferentes vías: La fructosa puede incorporarse por dos vías, en dependencia del tejido: Sacarosa > fructosa + glucosa sacarasa Lactosa > galactosa + glucosa lactasa Maltosa > 2 glucosa maltasa 1.- Se fosforila a F6P y se incorpora a la glicolisis (músculo) 2.-Se fosforila a F1P y se hidroliza a triosas (en hígado) La galactosa se fosforila a Gal-1-P y después se isomeriza hasta glucosa-1-p (epímeros C4) UDP-glu Galactosa kinasa Galactosa 1-P transferasa UDP-galactosa + Glu 1-P epimerasa UDP-glucosa Galactosa Cataratas

22 Incorporación de GALACTOSA (epímero C4 de la glucosa) UDP-glu Glu-1P C 4 UDP-galac Glu-6P Galactosa kinasa Galactosa 1-P UDP-glu transferasa UDP-galactosa + Glu 1-P epimerasa UDP-glucosa Galactosa Cataratas La galactosa se fosforila a Gal-1P La galactosa-1-p se isomeriza hasta glucosa-1-p (epímeros C 4 ) en una reacción con UDP-glu catalizada por una Uridil-transferasa La glucosa-1-p se isomeriza a glucosa-6-p y la UDP-galactosa se epimeriza a UDP-glucosa

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