TEMA 16. Glucolisis. e - ATP. BIOQUÍMICA-1º de Medicina Departamento de Biología Molecular M. Dolores Delgado CO 2 O 2 H 2. Lípidos.

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1 TEMA 16. Glucolisis. Digestión de glúcidos de la dieta. Absorción de monosacáridos. Transportadores de glucosa. Importancia y destinos de la glucosa. Fases de la glucolisis: esquema general y reacciones. Balance global. Destinos del piruvato. Fermentación láctica y alcohólica. Regulación de la glucolisis. Entrada de otros glúcidos en la glucolisis. Metabolismo de disacáridos y del glicerol. BIOQUÍMICA-1º de Medicina Departamento de Biología Molecular M. Dolores Delgado Proteínas Acidos Nucleicos Polisacáridos Lípidos Aminoácidos Nucleótidos Monosacáridos Glicerol Acidos Grasos Glucosa Urea Piruvato AcetilCoA CATABOLISMO ANABOLISMO CO 2 O 2 H 2 O e - TEMA 16 2

2 DIGESTIÓN DE LOS GLÚCIDOS DE LA DIETA Almidón Lactosa Sacarosa (α 1 6) (α 1 4) Modificado de Bioquímica Básica de Marks. Un enfoque clínico. McGraw-Hill TEMA 16 3 PRINCIPALES TRANSPORTADORES DE GLUCOSA DIFUSIÓN FACILITADA O TTE. PASIVO GLUT-1...En la mayoría de las membranas (eritrocitos, cerebro, etc) GLUT-2...Hígado...Baja afinidad, nunca limita la velocidad de transporte GLUT-3... Cerebro...Alta afinidad (gran demanda) GLUT-4... Adipocitos,...Dependiente de insulina Músculo esq...dependiente de insulina COTRANSPORTE Sodio/Glucosa (tte. activo secundario) GLUT-5...Intestino delgado...absorción de Glu de la dieta Modificado del Lehninger Principios de Bioquímica", Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. TEMA 16 4

3 GLUT-4, TRANSPORTE DE GLUCOSA DEPENDIENTE DE INSULINA Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega TEMA 16 5 IMPORTANCIA DE LA GLUCOSA Principal combustible de la mayoría de los organismos Rica en energía: oxidación completa a CO 2 y H 2 O glucosa + 6 O 2 6 CO H 2 O : ΔG 0 = kj/mol Se almacena como polímeros de alto Pm. Cuando aumentan las necesidades energéticas, la glucosa se libera rápidamente. Su degradación proporciona gran cantidad de metabolitos, que sirven de partida para reacciones biosintéticas. 3 destinos: almacenamiento, oxidación vía glucolisis, oxidación vía pentosas fosfato TEMA 16 6

4 DESTINOS DE LA GLUCOSA Y DEL PIRUVATO GLUCÓGENO ALMACENAMIENTO GLUCOSA OXIDACIÓN VIA PENTOSAS-P OXIDACIÓN VIA GLUCOSISIS RIBOSA-5-P NADPH PIRUVATO anabolismo (COND. ANAEROBICAS) ETANOL+ CO 2 COND. AEROBICAS ACETIL-CoA COND. ANAEROBICAS LACTATO Modificado del Lehninger CO 2 + H 2 O Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. TEMA GLUCOLISIS: VISIÓN GLOBAL Tejidos: todos 2 Fases: Localización: citosol - Preparatoria (5 reacciones). Se consumen 2. - Beneficios (5 reacciones). Se forman 4 y 2 NADH. Intermediarios fosforilados: -hidrólisis de compuestos de alta energía acoplada a síntesis de. -grupos fosfato ionizados a ph 7 (carga negativa). No difunden al exterior de la célula. Tres tipos de transformaciones químicas: -degradación del esqueleto carbonado de la glucosa hasta piruvato (ruta de los C) - fosforilación de ADP a por compuestos de alta energía (ruta de los fosfatos) - transferencia de electrones al NAD + formando NADH (ruta de los e - ) TEMA 16 8

5 GLUCOLISIS GLUCOSA GLUCOSA-6-P Hexoquinasa 1 FRUCTOSA-6-P FRUCTOSA-1,6-BP Fosfoglucoisomerasa Fosfofructo quinasa-1 Aldolasa PREPARATORIA TPI DHAP GLICERALDEHIDO-3P 5 (2) NADH (2) 1,3-BPG GAPDH 6 (2) (2) 3-PG (2) 2-PG PGK PGM Enolasa BENEFICIOS (2) PEP Piruvatoquinasa 10 (2) (2) PIRUVATO TEMA 16 9 TEMA 16 10

6 Fase preparatoria Lehninger Principios de Bioquímica", 3ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega TEMA Fase de beneficios Lehninger Principios de Bioquímica", 3ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega TEMA 16 12

7 GLUCOLISIS ANAEROBIA (fermentación láctica) Glucosa 2 ADP + 2 Pi Piruvato (2) LDH 5 Isoenzimas (2) (2) LACTATO (2) Eritrocitos Músculo esq. (ejercicio intenso) TEMA LA FERMENTACIÓN LÁCTICA ES UN CIRCUITO CERRADO 2 GLUCOSA 2 NAD + 2 PIRUVATO 2 NADH 2 LACTATO TEMA 16 14

8 CICLO DE CORI MÚSCULO Glucógeno Sangre HÍGADO Glucógeno GLUCOSA GLUCOSA 2 Glucolisis anaerobia Gluconeo génesis 6 PIRUVATO PIRUVATO LACTATO LACTATO Sprint Descanso deuda de oxígeno TEMA BALANCE ENERGÉTICO GLUCOLISIS ANAEROBIA Glucosa + 2 ADP + 2 Pi 2 Lactato H 2 O GLUCOLISIS AEROBIA Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD + 2 Piruvato NADH + 2 H H 2 O (ΔG 0 = - 85 kj/mol) (glucosa + 6 O 2 6 CO H 2 O : ΔG 0 = kj/mol) TEMA 16 16

9 FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA Glucosa Levaduras (pan, cerveza) Bacterias 2 ADP + 2 Pi Vit. B1 TEMA REGULACIÓN N DE LA GLUCOLISIS TEMA 16 18

10 GENERALIDADES SOBRE REGULACIÓN DE LAS RUTAS METABÓLICAS Objetivos: Que la velocidad de la vía esté adaptada a las necesidades de la célula Que las vías de síntesis y degradación no estén activas a la vez Mecanismos: Enzimas alostéricos (segundos o menos) Regulación hormonal (segundos a minutos) Regulación genética (horas) Aspectos generales: Las enzimas reguladoras catalizan reacciones irreversibles Las primeras reacciones de la ruta metabólica suelen estar reguladas Las isoenzimas específicas de tejido permiten regulación diferencial en los distintos órganos Las enzimas reguladoras catalizan etapas limitantes de la ruta Muchas rutas tienen regulación por retroalimentación (inhibición por producto final) La regulación hormonal integra las rutas en los distintos tejidos Las hormonas regulan el metabolismo por cambios en el estado de fosforilación de las enzimas o cambios en la regulación genética (inducción o represión génica) TEMA PERFIL ENERGÉTICO DE LA GLUCOLISIS HK PFK1 PK "Bioquímica". Mathews, C.K. Van Holde, K.E y Ahern, K.G. Ed. Addison Wesley TEMA 16 20

11 REGULACIÓN DE LA GLUCOLISIS (I) A) HEXOQUINASAS Músculo: GLUCOSA HEXOQUINASA GLUCOSA-6-P (Km=0.1mM) Hígado: GLUCOSA GLUCOQUINASA GLUCOSA-6-P (Km=10mM) Hexoquinasa Actividad máxima a [Glu] en sangre de 5mM Glucoquinasa Su actividad es proporcional a la [Glu] en sangre TEMA Regulación de la glucolisis (II) B) PFK-1 ADP FRUCTOSA-6-P FRUCTOSA-1,6-BP Enzima de etapa limitante CITRATO AMP, ADP Fructosa-2,6-BP Regulación coordinada con gluconeogénesis C) Piruvato quinasa ADP PEP PIRUVATO AcetilCoA Ácidos grasos TEMA 16 22

12 ENTRADA DE OTROS GLÚCIDOS EN LA GLUCOLISIS GLÚCIDOS DE LA DIETA GLÚCIDOS INTRACELULARES GLUCÓGENO 4 GAL-1-P 9 LACTOSA GALACTOSA GLUCOSA-1-P Lactasa 2. Maltasa 3. Sacarasa 4. Galacto quinasa 5. Hexoquinasa 6. Fructoquinasa 7. Aldolasa B 8. Triosa quinasa 9. Glucógeno fosforilasa 10. Fosfogluco mutasa MALTOSA SACAROSA 2 3 FRUCTOSA 6 FRUCTOSA-1-P GLUCOSA 5 7 GLICERALDEHIDO 8 GLUCOSA-6-P FRUCTOSA-6-P FRUCTOSA-1,6-BP DHAP GLICERALDEHIDO-3-P TEMA TAG GLICEROL 11 GLICEROL-3-P NAD + 12 Ácidos grasos 11. Glicerol quinasa 12. Glicerol-3-P-DH INTOLERANCIA A LA LACTOSA Déficit de Lactasa: Lactosa Glu + Gal GALACTOSEMIA Déficit de enzimas del metabolismo de la galactosa (uridil transferasa, galactoquinasa, UDP-Glucosa epimerasa) TEMA 16 24

13 FIN DE LA GLUCOLISIS TEMA 16 25

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