Principal vía de catabolismo de Glucosa. Permite la obtención de E metabólica. Obtención de ATP por Fosforilación a nivel de sustrato

Transcripción

1 Principal vía de catabolismo de Glucosa Permite la obtención de E metabólica IMPORTANCIA FISIOLÓGICA: ATP Obtención de ATP por Fosforilación a nivel de sustrato 1

2 En condiciones aeróbicas En condiciones anaeróbicas vía preparatoria del metabolismo completo de Glu Glu + O 2 CO 2 + H 2 O degradación incompleta de Glu (fermentación) Glu lactato En la mayoría de las células Cátedra de Bioquímica Cátedra - FOUBA de Bioquímmica - FOUBA En tejidos con insuficiente provisión de O 2 (eritrocitos, músculo en actividad intensa) GLUCOSA en presencia de O 2 en ausencia de O 2 Glucólisis Glucólisis Ciclo de Krebs Fosforilación Oxidativa Lactato ó Etanol 38 o 36 ATP 2 ATP Cátedra de Bioquímmica Cátedra - FOUBA de Bioquímica - FOUBA 2

3 1º FASE: invierte E para formar compuestos: incapaces de salir de la célula y más reactivos que la glucosa 2º FASE: formación de intermediarios de alta E síntesis de ATP por fosforilación a nivel de sustrato 3

4 Síntesis de TG y fosfolípidos Glicerol-3-P Precursor de 2,3-bisP glicerato Alanina 4

5 1º Fase: la glucosa sufre 2 fosforilaciones y termina dividida en 2 triosas-p Se consumen 2 ATP 2º Fase: Conversión oxidativa de gliceraldehído-3-p a piruvato Genera 2 NADH+H + y 4 ATP 5

6 1) Formación de Glu 6 P 2) Formación de Fru 6 P 3) Formación de Fru 1,6 bip 4) Formación de Triosas P 5) Interconversión de Triosas P 1) Formación de Glu 6 P insulina (+) Glucoquinasa Hexoquinasa (-) α-d-glucosa Glu 6P α-d-glucosa-6-fosfato FOSFORILACIÓN IRREVERSIBLE 6

7 2) Formación de Fru 6 P aldosa ISOMERIZACIÓN cetosa Fosfoglucosa isomerasa Glucosa 6 P Fructosa 6 P 7

8 3) Formación de Fru 1,6 bis P Fosfofructoquinasa 1 Fructosa 6 P (-) (+) Fructosa 1,6 bi P ATP Citrato iones H + AMP y ADP P i Fru 2,6 bisp FOSFORILACIÓN IRREVERSIBLE 8

9 ATP: (-) disminuye su afinidad por el sustrato AMP y ADP: (+) incrementan su afinidad por el sustrato H + : (-) Evita la acidificación del ph sanguíneo Regulación de PFK1 P i : (+) incrementan su afinidad por el sustrato Citrato: (-) disminuye la utilización de Glu para obtención de E Fru 2,6 bisp: (+) Disminuye el efecto inhibitorio del ATP Enzima bifuncional Fru 6 P FRUCTOSA 2,6 bis P: activador potente de PFK1 ATP ADP PFK 2 Fru 2,6 bisp FBPasa 2 Pi H 2 O efector alostérico (+) de Fosfo fructo quinasa 1 Efector alostérico (-) de Fru 1,6 bifosfatasa En hígado: modulación covalente de la E bifuncional por Glucagon/Insulina 9

10 4) Formación de Triosas P 5) Interconversión de triosas Reacción impulsada en sentido directo por el consumo de productos Fructosa 1,6 bis P Fructosa 1,6 bip ESCICIÓN ALDÓLICA ALDOLASA Dihidroxicetona P Gliceraldehido 3P ISOMERIZACIÓN Triosa Fosfato Isomerasa 1 GLUCOSA Se consumen 2 ATP 2 ADP hexoquinasa fosfo gluco isomerasa fosfo fructo quinasa 1 aldolasa triosa fosfato isomerasa 2 GLICERALDEHÍDO 3 P 10

11 6) Formación de 1,3 bifosfoglicerato 7) Formación de 3-fosfoglicerato 8) Formación de 2-fosfoglicerato 9) Formación de Fosfoenolpiruvato 10)Formación de Piruvato 6) Formación de 1,3 bifosfoglicerato debe reoxidarse Gliceraldehido 3P P i Gliceraldehido 3P deshidrogenasa 1,3 bifosfoglicerato OXIDACIÓN Formación de anhidrido Grupo aldehído E Enlace éster (de alta E) Cátedra de Bioquímica Cátedra - FOUBA de Bioquímmica - FOUBA 11

12 7) Formación de 3-fosfoglicerato + ADP Fosfoglicerato quinasa + ATP 1,3 bifosfoglicerato 3 -fosfoglicerato TRANSFERENCIA DEL grupo fosforilo Acción conjunta de las enzimas: - gliceraldehído 3 fosfato deshidrogenasa - 3 fosfoglicerato quinasa 1º Fosforilación a Nivel de Sustrato formación de ATP o GTP por transferencia de un grupo fosforilo a partir de un compuesto rico en E al ADP o GDP Cátedra de Bioquímica Cátedra - FOUBA de Bioquímmica - FOUBA 12

13 8) Formación de 2-fosfoglicerato C 3 Fosfoglicerato mutasa C Fosfoglicerato 2 - Fosfoglicerato ISOMERIZACIÓN 9) Formación de Fosfoenolpiruvato Enolasa Mg ++ 2 Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato (-) F - DESHIDRATACIÓN y redistribución intramolecular 13

14 10) Formación de Piruvato + ADP Piruvato quinasa + ATP Fosfoenolpiruvato Precursor de otras moléculas Piruvato Oxidación completa a CO 2 + H 2 O 14

15 Glucagon : (-) PQ fosforilada < actividad modif. covalente Insulina : (+) PQ desfosforilada > actividad modif. covalente ATP y Ala: (-) alostérica Piruvato quinasa Fru 1,6 bisp: (+) alostérica Ingesta de HC e insulina: (+) Cátedra de Bioquímica Cátedra - FOUBA de Bioquímmica - FOUBA Inducción enzimática (+) Fru 1,6 bisp (-) ATP y Ala 15

16 H 2 O PQ fosforilada (menos activa) ADP Proteína fosfatasa (-) Bajo nivel de Glucemia (+) Proteína quinasa dependiente de AMPc P i PQ desfosforilada (más activa) ATP Acción de las enzimas: - enolasa - piruvato quinasa 2º Fosforilación a Nivel de Sustrato formación de ATP o GTP por cesión de fosfato desde el fosfoenolpiruvato (compuesto rico en E) al ADP 16

17 En condiciones anareróbicas a) Lactato (en la mayoría de las células) b) Etanol (en las levaduras) c) Acetil-CoA ( CO 2 + H 2 O) En condiciones aeróbicas a) Formación de lactato Regeneración de NAD + en anaerobiosis NADH + H + NAD + + H + Lactato deshidrogenasa REDUCCIÓN 17

18 b) Formación de etanol Piruvato Piruvato descarboxilasa Levaduras Microorganismos Acetaldehido Alcohol deshidrogenasa Regeneración de NAD + en anaerobiosis Etanol b) Formación de Acetil-CoA Glucosa Glucólisis Piruvato ACETIL - CoA Complejo Piruvato deshidrogenasa Ciclo de Krebs Cadena respiratoria y FO 38 o 36 ATP 18

19 BALANCE ENERGÉTICO de la Glucólisis BALANCE ENERGÉTICO de la Glucólisis Reacción Intercambio de ATP Glucosa Glucosa 6P -1 Fructosa 6P fructosa1,6 bisp -1 (2) 1,3 bisfosfo glicerato (2) 3- fosfo glicerato +2 (2) Fosfoenolpiruvato (2) piruvato

20 Metabolismo de hexosas diferentes a Glucosa Glucosa Fructosa Galactosa Sacarosa Lactosa 20

21 CATABOLISMO DE LA SACAROSA: SACAROSA FRUCTOSA Endulzantes habituales SACARASA (en intestino) Glucosa + Fructosa A la vía glucolítica 1) Fosforilación de Fructosa D-Fructosa Km muy alto para la fructosa D-Fructosa 6-P Hexoquinasa ATP Fructoquinasa ADP Glucoquinasa La Fructosa no es sustrato de esta enzima Cátedra de Bioquímica Cátedra - FOUBA de Bioquímmica - FOUBA D-Fructosa 1-P 21

22 Fructoquinasa Hexoquinasa Localización Sustrato específico Regulación Hígado, riñón, intestino Fructosa No regulable En todos los tejidos Hexosas en general Inhibición por producto final Afinidad Alta ( Km) Baja ( Km) Cátedra de Bioquímica Cátedra - FOUBA de Bioquímmica - FOUBA 2) Escisión de Fructosa 1-P Fructosa 1-P Fructosa 1 fosfato aldolasa Su deficiencia genera Intolerancia a la Fructosa Dihidroxiacetona fosfato + ESCICIÓN ALDÓLICA H Gliceraldehído 22

23 3) Entrada a la vía glucolítica: H Gliceraldehído ATP Triosa quinasa ADP Dihidroxiacetona fosfato Fosfo triosa isomerasa Gliceraldehído 3-P a la vía glucolitica Cátedra de Bioquímmica Cátedra - FOUBA de Bioquímica - FOUBA 1 mol de Fructosa 2 moles de Piruvato: 2 moles de ATP + 2 moles NADH + 2H + peligro Se evita la acción de PFK 1 Escapa a su REGULACIÓN Dietas ricas en fructosa exceso de piruvato PRECURSOR DE GRASAS Y COLESTEROL Cátedra de Cátedra Bioquímmica de - FOUBA Bioquímica - FOUBA 23

24 CATABOLISMO DE LA LACTOSA: LACTOSA Fuente importante de E para el crecimiento de los mamíferos LACTASA (en intestino) Glucosa + Galactosa A la vía glucolítica 1) Fosforilación de Galactosa: Galactoquinasa 1 P ATP ADP Galactosa Galactosa 1P FOSFORILACIÓN IRREVERSIBLE 24

25 1) Conversión de Galactosa 1P a Glucosa 6P: 1 P OH Galactosa 1P UDP-Glucosa H Galactosa 1P uridiltransferasa UDP-Glucosa 4 epimerasa OH Glucosa 1P UDP-Galactosa 1) Conversión de Glucosa 1P a Glucosa 6P: H OH Fosfoglucomutasa Glucosa 6P Glucosa 1P A la vía glucolítica 25

26 METABOLISMO DE LA GALACTOSA: 1 mol de Galactosa 2 moles de Piruvato: 2 moles de ATP + 2 moles NADH + 2H + consideraciones Se necesita UDP-glucosa (se forma a partir de UTP + Glu Como se recicla se puede considerar un gasto insignificante CONCLUSIÓN: 1 mol de Glucosa 2 moles de Piruvato 1 mol de Fructosa 2 moles de Piruvato 1 mol de Galactosa 2 moles de Piruvato 2 moles de ATP + 2 moles NADH + 2H + 26

27 ALTERACIONES DEL METABOLISMO DE LACTOSA: 1. En el recién nacido: GALACTOSEMIA 2. En el adulto: INTOLERANCIA A LA LACTOSA 1 - GALACTOSEMIA Aumento de Galactosa 1P Consecuencia: aumento de Galactosa en sangre Galactosa 1P UDP-glucosa Galactosa 1P uridiltransferasa deficiencia de Galactosa 1P uridiltransferasa Glucosa 1P UDP-Galactosa Cátedra de Bioquímica Cátedra - FOUBA de Bioquímmica - FOUBA 27

28 CONSECUENCIA del aumento de Galactosa en sangre DIAGNÓSTICO DE GALACTOSEMIA EN EL MOMENTO DEL NACIMIENTO: búsqueda de galactosa 1P uridiltransferasa de GR de cordón umbilical Cátedra Cátedra de Bioquímmica de Bioquímica - FOUBA - FOUBA GALACTOSEMIA excluir la lactosa de la dieta Cátedra de Cátedra Bioquímmica de - FOUBA Bioquímica - FOUBA 28

29 2 INTOLERANCIA A LA LACTOSA Lactosa Lactasa Glucosa + Galactosa deficiencia de Lactasa en el lumen intestinal Acumulación de lactosa en el lumen intestinal Cátedra de Cátedra Bioquímmica de - Bioquímica FOUBA - FOUBA CONSECUENCIA de la acumulación de Lactosa en intestino La lactosa de la dieta no se hidroliza Se acumula en el lumen intestinal Se rompe el equilibrio osmótico normal Provoca la salida de agua desde las células del epitelio intestinal hacia el lumen Cátedra de Bioquímmica Bioquímica - FOUBA - FOUBA 29

30 SÍNTOMAS de la intolerancia a la Lactosa Se presentan 30 min a 2 hs después de comer o beber productos lácteos Síntomas: - Distención abdominal - Cólicos abdominales - Diarrea - Gases (flatulencia) - Náuseas Intolerancia a Lactosa Se presentan 30 min a 2 hs después de comer o beber productos lácteos Síntomas: - Distención abdominal excluir la lactosa - Cólicos de abdominales la dieta - Diarrea - Gases (flatulencia) - Náuseas 30