UNIDAD 4. ESTRUCTURA Y METABOLISMO DE LOS CARBOHIDRATOS. Universidad Central de Venezuela Facultad de Ciencias Veterinarias Cátedra de Bioquímica

Transcripción

1 Universidad Central de Venezuela Facultad de Ciencias Veterinarias Cátedra de Bioquímica UNIDAD 4. ESTRUCTURA Y METABLISM DE LS CARBIDRATS Profa. Milagro León

2 I n t r o d u c c i ó n

3 BJETIV ESPECÍFIC 1. DESCRIBIR LAS CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES Y FUNCINALES DE LS CARBIDRATS DE INTERÉS BILÓGIC.

4 Ciclo del Carbono SL C ADP Fotosíntesis Respiración 6 C ATP

5 Funciones biológicas: Función energética Biosíntesis de ácidos grasos Constitución de moléculas complejas como: glicolípidos, glicoproteínas, ácidos nucleicos, glicoesfingolípidos. Aporte de fibra en la dieta (celulosa, lignina, Agar, gomas) Forman parte de las paredes celulares bacterianas Intervienen en los procesos de comunicación celular (sacáridos unidos a lípidos o proteínas de la superficie celular

6 Carbohidratos o idratos de Carbonos son derivados aldehídicos o cetónicos de alcoholes polihidroxilados. Clasificación: 1. Monosacáridos 2. Disacáridos 3. ligosacáridos 4. Polisacáridos o glucanos a. omopolisacáridos b. eteropolisacáridos

7 Monosacáridos o azúcares simples: Son derivados aldehídicos o cetónicos de alcoholes polihidroxilados de cadena lineal que contienen al menos 3 átomos de carbono. Son los azúcares más simples, las unidades monoméricas de los hidratos de carbono Responden a la fórmula estructural (C 2 )n, encontrándose n en un rango de 3 a 7

8 Monosacáridos o azúcares simples: Clasificación: 1. De acuerdo a la naturaleza del grupo carbonilo: Cetosa exosa Cetohexosa a. Aldosas: cuando el grupo carbonilo es un aldehído b. Cetosas: cuando el grupo carbonilo es una cetona 2. De acuerdo al número de átomos de carbono: a. Triosa: monosacárido de 3 átomos de carbono b. Tetrosa: monosacárido de 4 átomos de carbono c. Pentosa: monosacárido de 5 átomos de carbono d. exosa: monosacárido de 6 átomos de carbono e. eptosa: monosacárido de 7 átomos de carbono Aldosa Triosa Aldotriosa

9 Representación de los carbohidratos Proyección de Fischer: El esqueleto hidrocarbonado se dibuja verticalmente, con el carbono más oxidado en la parte superior C = C C C C 2 C 2 C = C C C C 2 Proyección de aworth: Es la representación de la forma más estable de los monosacáridos de 5 ó más carbonos. Piranosa C 2 C 2 C 2 Furanosa

10 Formación de moléculas cicladas de las hexosas 1 C = C 2 C 3 C 4 C 5 6 C C = C 2 5 C β 1 α 1

11 Fórmulas conformacionales: Son representaciones más exactas de los monosacáridos, debido a que toma en cuenta los ángulos de enlace C 2 C 2 Silla Bote

12 Esteroisomeros a. Isómeros ópticos ó enantiomeros Isómeros que son imágenes especulares no superponibles, como ocurre con nuestras manos C C C C 2 C C 2 L- Gliceraldehído D- Gliceraldehído Sólo los enantiomeros D de los monosacáridos, son reconocidos por las enzimas que metabolizan a los carbohidratos

13 C C C C 2 D-eritrosa Aldosas C C C 2 D-gliceraldehído C C C C 2 D-treosa C C C C C C C C C C C C C C C C C 2 C 2 C 2 C 2 D-ribosa D-arabinosa D-xilosa D-lixosa C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 C 2 D-alosa D-altrosa D-glucosa D-manosa D-gulosa D-idosa D-galactosa D-talosa

14 Cetosas C 2 C 2 C = C C 2 D-eritrulosa C = C 2 Dihidroxiacetona C 2 C = C C C 2 D-ribulosa C 2 C = C C C 2 D-xilulosa C 2 C 2 C 2 C 2 C = C = C = C = C C C C C C C C C C C C C 2 C 2 C 2 C 2 D-Psicosa D-fructosa D-sorbosa D-tagatosa

15 b. Diasteroisomeros Esteroisomeros Son isómeros que no son imágenes especulares una de la otra, ni pueden superponerse C C C C C 2 C C C C C 2 C C C C C 2 C C C C C 2 D-ribosa D-arabinosa D-xilosa D-lixosa Epimeros: son diasteroisómeros se diferencian en la disposición de uno solo de sus centros quirales. D-arabinosa es el epimero de la ribosa en el C2 D-xilosa es el epimero de la ribosa en el C3

16 Anómeros Isómeros que difieren en la configuración del carbono anomérico, el cual se forma cuando se produce la ciclación de la molécula de monosacárido de 5 ó 6 átomos de carbono C 2 α C 2 β

17 Isómeros conformacionales Son moléculas con la misma fórmula estereoquímica pero que difieren en su conformación tridimensional. Existen dos clases de conformaciones de piranosas para los azúcares de 6 carbonos, la forma de silla (más estable) y la forma de bote C 2 C 2

18 Pentosas de importancia fisiológica Azúcar Fuente Importancia bioquímica y clínica D-Ribosa Ácidos Nucleicos e intermediarios metabólicos Componente estructural de ácidos nucleicos y coenzimas (ATP, NAD(P) +, FAD) D-Ribulosa Intermediario metabólico Intermediario en la vía de la pentosa fosfato D-Arabinosa Gomas vegetales Constituyente de las glucoproteínas D-Xilosa L-Xilulosa Gomas vegetales, proteoglucanos, glucosaminoglucanos Intermediario metabólico Constituyente de las glucoproteínas Se excreta en la orina en la pentosuria esencial Murray et al.,2009

19 exosas de importancia fisiológica Azúcar Fuente Importancia bioquímica y clínica D-Glucosa D-Fructosa D-Galactosa Jugos de frutas, hidrólisis de: almidón, azúcar de caña o de remolacha, maltosa y lactosa Jugos de frutas, hidrólisis de: azúcar de caña o de remolacha, y de inulina; Isomerización enzimática de jarabes de glucosa para manufactura de alimentos idrólisis de lactosa Principal combustible metabólico para las células Se excreta en la orina como resultado de la hiperglucemia en la Diabetes Mellitus mal controlada Se metaboliza con facilidad por medio dela isomerización a glucosa o de modo directo La intolerancia hereditaria a la fructosa conduce a la acumulación de fructosa e hipoglucemia Se metaboliza con facilidad hacia glucosa, se sintetiza en a glandula mamaria paravla síntesis de lactosa. Constituyente de glucolípidos y glucoproteínas Galactosemia hereditaria produce cataratas D-Manosa idrólisis de gomas manano vegetales Constituyente de glucoproteínas Murray et al.,2009

20 Disacáridos de importancia fisiológica Lactosa: -β-d-galactopiranosil-(1 4)-β-D-glucopiranosa Extremo no reductor 4 6 C 2 5 β C 2 51 β Extremo reductor Fuente: azúcar de la leche y en ciertas preparaciones farmacéuticas como relleno La falta de lactasa, conlleva a intolerancia a la lactosa (diarrea y flatulencia); puede excretarse en la orina durante el embarazo

21 Disacáridos de importancia fisiológica Sacarosa: -α-d-glucopiranosil-(1 2)-β-D-fructofuranósida Extremo no reductor C α C 1 β C 2 5 Extremo no reductor Fuente: azúcar de caña y de remolacha, sorgo y algunas frutas y verduras La falta de sucrasa de origen genético, que es rara, lleva a intolerancia a la sacarosa (diarrea y flatulencia)

22 Disacáridos de importancia fisiológica Maltosa: -α-d-glucopiranosil-(1 4)-α-D-glucopiranosa Extremo no reductor 4 6 C 2 5 α C 2 51 α Extremo reductor Fuente: idrólisis enzimática del almidón (amilosa); cereales germinados y malta

23 Disacáridos de importancia fisiológica Isomaltosa: -α-d-glucopiranosil-(1 6)-α-D-glucopiranosa. Fuente: hidrólisis enzimática del almidón (puntos de ramificación en la amilopectina) 4 6 C α 4 6 C α 2 1

24 Trehalosa: -α-d-glucopiranosil-(1 1)-α-D-glucopiranosida. Extremo no reductor 4 6 C 2 51 α α C Extremo no reductor Fuente: levaduras y hongos, principal azúcar de la hemolinfa de los insectos

25 omopolisacáridos (Glucanos) Reserva Estructurales Almidón Glucógeno Dextrano Inulina Celulosa Lignina Quitina eteropolisacáridos Nitrogenados No nitrogenados Agar emicelulosas Pectinas Goma arábiga Glicosaminoglucanos

26 omopolisacáridos de reserva: Son polímeros de -D-glucopiranosa Amilosa: enlaces (1 4) ALMIDÓN Amilopectina: enlaces (1 4) y enlaces (1 6) GLUCÓGEN Enlaces (1 4) y enlaces (1 6) DEXTRANS Enlaces en la cadena principal: (1 6) INULINA Unidades de D-fructofuranosa por enlaces (2 1)

27 Amilosa La orientación de los residuos sucesivos de glucosa, unidos por enlaces α(1 4) favorece la generación de la hélice.

28 Amilopectina Polímero ramificado de α-d-glucosa que además de los enlaces α(1 4) Contiene enlaces α(1 6) en los puntos de ramificación.

29 Glucógeno Es el polisacárido de almacenamiento de las células animales y microbianas. En los animales el glucógeno se almacena dentro de las células del hígado, que actúa como órgano central de almacenamiento de energía. También se almacena en el tejido muscular, para las necesidades energéticas del mismo. mitocondria Gránulos de glucógeno

30 omopolisacáridos Estructurales: CELULSA polímeros de -D-glucopiranosa con enlaces (1 4), son cadenas ampliamente extendidas que pueden formar cintas que se empaquetan de lado a lado entrelazadas por puentes de hidrógeno intracatenarios QUITINA Elemento estructural del exoesqueleto de insectos y crustáceos. Polímero lineal de N-acetil-glucosamina enlaces (1 4) LIGNINA Confiere resistencia a la pared celular polímero de alcoholes aromáticos

31 Celulosa β-d-glucosa Pared celular Moléculas de celulosa Microfibrilla de celulosa en lpared de la célula vegetal Microfibrilla

32 eteropolisacáridos no nitrogenados: XILANS Polímeros de -D-xilopiranosa enlaces (1-4) GLUCMANANS Polímeros de D-glucopiranosa -D-manopiranosa y -D-galactopiranosa enlaces (1-4) AGAR Polisacáridos de D y L-galactosa Presentes en algas marinas

33 eteropolisacáridos nitrogenados: GLUCSAMINGLUCANS: Anteriormente llamados mucopolisacáridos Polisacáridos no ramificados formado por unidades de disacáridos repetidas, constituidas generalmente por una molécula de hexosamina, portadora o no de grupos sulfatos y una molécula de ácido hexurónico

34 N-acetilgalactosamina- 6-sulfato Ácido D-glucurónico El tipo C: Es abundante en el cartílago, cordón umbilical y tendones

35 D-galactosa Presente en: cartílago, córnea, hueso y núcleo pulposo de los discos intervertebrales

36 Cadena no ramificada de unidades de disacárido repetidas que contiene: N-acetil-glucosamina Ácido D- glucurónico No es sulfatado

37 Funciones de los glicosaminoglucanos estructurales Absorción de presión en el cartílago Cemento intermolecular Desarrollo de estructuras fibrosas extracelulares Fijación de agua y cationes (Ca +2 ) Lubricantes

38 Digestión de los carbohidratos: Es un proceso químico complejo en el cual enzimas hidrolíticas catalizan la degradación de grandes moléculas de alimento en otras más simples, suficientemente pequeñas como para atravesar fácilmente las membranas de las células e incorporarse a los tejidos Rumiantes vs No Rumiantes

39 N RUMIANTES: La digestión de los carbohidratos se inicia en la boca, con una muy pequeña hidrólisis de los carbohidratos Glándulas salivales: -amilasa salival Almidón y glucógeno p óptimo: 6,7 Maltosa, maltotriosa y oligosacáridos Estómago: No ocurre digestión de carbohidratos Intestino delgado: El duodeno recibe secreciones pancreáticas que contienen -amilasa pancreática Almidón y glucógeno p óptimo: 7,1 Maltosa, maltotriosa y oligosacáridos

40 Intestino delgado: En el borde en cepillo de las células de la mucosa intestinal (principalmente yeyuno e íleon) se encuentran hidrolasas que actúan sobre los oligosacáridos Maltosa, maltotriosa y oligosacáridos glucosa Mecanismos de absorción de la glucosa Difusión pasiva Difusión facilitada Transporte activo

41 Lumen Superficie luminal (borde en cepillo) Epitelio Intestinal (Yeyuno) Capilar Dextrina límite Amilasa pancreática Maltotriosa Maltosa Lactosa Maltasa ligosacaridasa Lactasa Glucosa Na+ Galactosa Glucosa Na + Galactosa Na + Sacarosa Sacarasa Na + Glucosa Fructosa 2K + Fructosa ATP 3Na + 2K + Transporte activo SGLT dependiente de sodio Difusión facilitada (GLUT 5) Independiente de sodio Difusión facilitada (GLUT2) 3Na + 2K + Mecanismos de transporte intestinal de monosacáridos

42 RUMIANTES: No poseen amilasa salival En el rumen: Enzimas segregadas por los microorganismos provocan hidrólisis extracelular de los polisacáridos: Celulosa, hemicelulosa, pectina celobiosa, maltosa glucosa Enzimas intracelulares de los microorganismos degradan glucosa hasta piruvato la

43 Los microorganismos degradan el piruvato hasta Ácidos Grasos Volátiles (AGV): 2 Piruvato C 3 -C-C 2 C 2 ácido láctico C 3 -C-C ácido oxalacético C-C 2 -C-C ácido Fórmico C + ácido Acético C 3 -C 2 4 C 3 -C ácido acrílico C 2 =C-C ácido succínico C-C 2 -C 2 -C C ácido propiónico C 3 -C 2 -C 2 C 2 ácido propiónico C 3 -C 2 -C metano C 4 ácido butírico C 3 -C 2 - C 2 -C

44 Principales rutas del metabolismo de los carbohidratos Glucógeno Glucogenogénesis Glucogenolisis Gluconeogénesis Glucosa Vía de las pentosas fosfato Glucolisis Pentosas y otros azúcares Aminoácidos Piruvato Lactato Acetil CoA Acidos grasos Ciclo de Krebs Cadena Respiratoria Fosforilación xidativa C ATP

45 Glucólisis 1 C2 α exoquinasa + ATP + ADP Mg +2 = P C2 Glucosa Glucosa 6-fosfato 2 Fosfoglucosa isomerasa = P C2 2C P = Fructosa 1, 6-bisfosfato Fosfofructoquinasa I ADP Mg +2 ATP = P C2 Fructosa 6-fosfato 3 2C

46 = P C2 4 2C P = Fructosa 1, 6-bisfosfato Aldolasa 5 C2 P C = C2 Dihidroxiacetona fosfato Triosa fosfato isomerasa C C C2 P Gliceraldehído 3-fosfato

47 2 6 C C C2 P Gliceraldehído 3-fosfato Gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa NAD + Pi NAD + + C P C C2 P 1,3-bisfosfoglicerato ADP 7 Fosfoglicerato quinasa C C P C2 2-Fosfoglicerato Fosfoglicerato mutasa 8 C C C2 P 3-Fosfoglicerato ATP

48 9 2 C C P Enolasa C C P C2 2-Fosfoglicerato C2 Fosfoenolpiruvato 10 2 ADP Piruvato quinasa ATP C C = C 3 Piruvato

49 Regulación de la Glucólisis Glucosa exoquinasa Glucosa 6-fosfato ATP Fructosa 6-fosfato Fosfofructoquinasa 1 Fructosa 1, 6-bisfosfato ATP, Citrato, + + AMP, ADP, Fructosa 2, 6-bisfosfato Dihidroxiacetona fosfato Gliceraldehído 3-fosfato 1, 3 -bisfosfoglicerato 3 -fosfoglicerato 2 -fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato Piruvato quinasa + ATP, Alanina, Acetil-CoA AMP, Fructosa 1, 6-bisfosfato

50 Regulación de las concentraciones de Fructosa 2, 6 bisfosfato + Glucagón Glucólisis Fructosa 6-P ATP Proteína cinasa A ADP Fructosa 6-P ATP ADP PFK-2 ACTIVA FBPasa-2 INACTIVA PFK-2 INACTIVA FBPasa-2 ACTIVA P P Fructosa 2, 6-BP P Fosfatasa + Insulina Fructosa 2, 6-BP Glucólisis

51 Regulación de la Piruvato Cinasa por modificación covalente ATP + Proteína cinasa A Glucagón ADP P Piruvato cinasa ACTIVA Piruvato cinasa INACTIVA P Fosfatasa + Insulina

52 Sistema de transporte de los NAD+ + a la matriz mitocondrial a. Lanzadera Malato-Aspartato Espacio intermembrana Membrana Interna Matriz mitocondrial NAD + NAD + Malato Malato NAD+ + NAD+ + α-cetoglutarato α-cetoglutarato xaloacetato xaloacetato Glutamato Glutamato Aspartato Aspartato

53 Sistema de transporte de los NAD+ + a la matriz mitocondrial b. Lanzadera del Glicerol 3-fosfato Citosol NAD + NAD + + Glicerol 3-P deshidrogenasa Glicerol 3-fosfato Dihidroxiacetona fosfato Membrana externa Glicerol 3-fosfato Dihidroxiacetona fosfato Membrana interna Matriz mitocondrial Glicerol 3-P deshidrogenasa FAD FAD 2

54 Balance energético de la Glucólisis Aerobia Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD + 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NAD a. Usando la lanzadera Malato-Aspartato para los NAD+ + : Fase preparatoria o de inversión de energía: Glucosa Glucosa 6-P 1 ATP Fructosa 6-P Fructosa 1, 6-BP 1 ATP Fase de beneficio o de rendimiento de energía: 1, 3-Bisfosfoglicerato 3-Fosfoglicerato + 2 ATP Fosfoenolpiruvato Piruvato + 2 ATP Gliceraldehído 3-P 1,3-Bisfosfoglicerato Se producen dos NAD+ + que al oxidarse en la CR generan la energía para producir en la F 3 ATP cada uno Rendimiento Neto: + 6 ATP + 8 ATP

55 Balance energético de la Glucólisis Aerobia Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD + 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NAD b. Usando la lanzadera Glicerol 3-fosfato para los NAD+ + : Fase preparatoria o de inversión de energía: Glucosa Glucosa 6-P 1 ATP Fructosa 6-P Fructosa 1, 6-BP 1 ATP Fase de beneficio o de rendimiento de energía: 1, 3-Bisfosfoglicerato 3-Fosfoglicerato + 2 ATP Fosfoenolpiruvato Piruvato + 2 ATP Gliceraldehído 3-P 1,3-Bisfosfoglicerato Se producen dos NAD+ + que al oxidarse en la CR generan la energía para producir en la F 2 ATP cada uno Rendimiento Neto: + 4 ATP + 6 ATP

56 Balance energético de la Glucólisis Anaerobia Glucosa + 2 ADP + 2 Pi 2 Lactato + 2 ATP Fase preparatoria o de inversión de energía: Glucosa Glucosa 6-P 1 ATP Fructosa 6-P Fructosa 1, 6-BP 1 ATP Fase de beneficio o de rendimiento de energía: 1, 3-Bisfosfoglicerato 3-Fosfoglicerato + 2 ATP Fosfoenolpiruvato Piruvato + 2 ATP Rendimiento Neto: + 2 ATP

57 Entrada de otros monosacáridos a la Glucólisis Galactosa Galactosa 1P (músculo y tejido adiposo) (hígado) Fructosa Fructosa 1P Glucosa Glucosa 6-fosfato Fructosa 6-fosfato Fructosa 1, 6-bisfosfato Dihidroxiacetona fosfato Gliceraldehído Gliceraldehído 3-fosfato Glucosa 1P Manosa 6P UDP-Galactosa UDP-Glucosa Manosa Piruvato

58 Gluconeogénesis ó Neoglucogénesis Glucosa exoquinasa Glucosa 6-fosfatasa Glucosa 6-fosfato Fructosa 6-fosfato PFK-1 Fructosa 1, 6-Bisfosfatasa Fructosa 1, 6-bisfosfato Dihidroxiacetona fosfato Gliceraldehído 3-fosfato 1, 3 -bisfosfoglicerato 3 -fosfoglicerato 2 -fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato quinasa Piruvato a b xaloacetato a. Piruvato carboxilasa b. Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa

59 Gluconeogénesis ó Neoglucogénesis 1. Síntesis de fosfoenolpiruvato: C C = C 3 Piruvato + C 2 ATP ADP Piruvato carboxilasa AMP + Acetil-CoA C C = C 2 C xaloacetato ADP Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa C 2 GTP GDP C C P C2 Fosfoenolpiruvato

60 Gluconeogénesis ó Neoglucogénesis 2. Conversión de Fructosa 1, 6-bisfosfato en Fructosa 6-Fosfato : = P C2 Fructosa 1, 6-bisfosfato 2C P = Pi Fructosa 1, 6- bisfosfatasa AMP, ADP, Fructosa 2, 6-bisfosfato + ATP, Citrato = P C2 2C Fructosa 6-fosfato 3. Conversión de Glucosa 6-fosfato en Glucosa: = P C2 Glucosa 6-fosfato Pi Glucosa 6-fosfatasa + Glucosa 6-P C2 α Glucosa

61 Glucosa Glucosa 6-P asa Glucosa 6P Fructosa 6P (+)F1,6bP asa Gliceraldehído 3P Fructosa 1,6bP 1,3 Bifosfoglicerato Fosfoenolpiruvato (+) PEP Carboxiquinsa xaloacetato Malato Entrada de sustratos a la gluconeogénesis Glicerol quinasa Glicerol 3-P deshidrogenasa Dihidroxiacetona P Glicerol-P Piruvato Citoplasma Lactato, Alanina, Aa s Piruvato Acetil CoA (+) Piruvato Carboxilasa Aa s xaloacetato α-cetoglutarato Malato Succinil-CoA Triacilgliceroles Glicerol Ácidos grasos Mitocondria Aminoácidos Propionil-CoA Aminoácidos

62 Vía de las Pentosas Fosfato Es una ruta alternativa para el metabolismo de la glucosa Actúa como ruta alterna para la oxidación de la glucosa, en la cual no se produce energía en la forma de ATP. Sus principales productos son: NADP+ + agente reductor requerido en varios procesos anabólicos Ribosa 5-P componente estructural de los nucleótidos que conforman ácidos nucleicos y coenzimas

63 Vía de las Pentosas Fosfato Es activa en hígado, tejido adiposo, corteza suprarrenal, tiroides, eritrocitos, testículos y glándula mamaria en lactancia. curre en el citoplasma en dos fases: a. Fase oxidativa irreversible: genera NADP+ + y Ribulosa 5-fosfato b. Fase no oxidativa reversible: donde se generan diversos monosacáridos Estas fases son independiente una de la otra

64 Fase oxidativa = P C 2 NADP+ + NADP+ Glucosa 6-fosfato Glucosa 6-fosfato deshidrogenasa NADP Glucosa 6-P, Glutation oxidado = P C 2 6-fosfogluconolactonasa = 6-fosfogluconolactona 2 + C 2 C = C C C 2 P 3 2 Ribulosa 5-fosfato C 2 NADP NADP + 6-fosfogluconato deshidrogenasa C C C C C C 2 P fosfogluconato

65 Fase no oxidativa C 2 C = C C C 2 P 3 2 Ribulosa 5P C 2 C = C C C 2 P 3 2 Ribulosa 5P Rul5P 3-epimerasa R5P cetoisomerasa C 2 C = C C C 2 P 3 2 Xilulosa 5P C = C C C C 2 P 3 2 Ribosa 5P C 2 C = C C C C C = C 2 P 3 2 C Sedoheptulosa 7P C 2 P 3 2 Gliceraldehído 3P C = C C C C C C 2 P 3 2 Eritrosa 4P C 2 C = C 2 P 3 2 Fructosa 6P

66 Fase no oxidativa C 2 C = C C C 2 P 3 2 Ribulosa 5P Rul5P 3-epimerasa C 2 C = C C C 2 P 3 2 Xilulosa 5P C = C C 2 P 3 2 Gliceraldehído 3P C = C C C 2 P 3 2 Eritrosa 4P C 2 C = C C C C 2 P 3 2 Fructosa 6P

67 Glucogenogénesis El glucógeno es el polímero de reserva de los animales, conformado por una gran cantidad de moléculas de glucosa y presenta una estructura ramificada. La síntesis de glucógeno se presenta normalmente después de la ingestión de alimentos, cuando existe una gran cantidad de glucosa en sangre procedente de la dieta. La síntesis de glucógeno requiere: a. Una molécula preexistente de glucógeno o un cebador como la Glucogenina. b. Moléculas de UDP-Glucosa c. La enzima Glucógeno sintetasa, que se encarga de alargar las cadenas por adiciones de moléculas de glucosas mediante enlaces α(1 4) d. Una enzima ramificante que crea puntos de ramificación a través de la formación de un enlace α(1 6)

68 = P C 2 Glucosa 6-Fosfato Fosfoglucomutasa UDP-glucosa pirofosforilasa C 2 P = Glucosa 1-Fosfato UTP C 2 P UMP PPi Pirofosfatasa inorgánica 2 Pi UDP-Glucosa

69 Glucogenogénesis La glucógeno sintetasa cataliza la formación de enlaces glucosídicos entre el C1 de la UDP-glucosa y el C4 de un residuo de glucosa terminal de Glucógeno, liberándose UDP UDP Glucógeno sintetasa UDP Glucogeno preexistente ó cebador (Glucogenina) Enzima ramificante

70 Glucogenólisis La degradación del glucógeno hepático normalmente se produce horas después de las comidas, cuando haya descendido los niveles de glucosa en sangre. Mientras que la degradación del glucógeno del tejido muscular tendrá lugar cuando se realice un mayor gasto energético que no pueda ser cubierto por el aporte de glucosa desde la sangre (ejercicio intenso) La degradación de glucógeno requiere dos enzimas: a. Glucógeno fosforilasa, cuya función es romper los enlaces α(1 4) de los extremo no reductores de la molécula de glucógeno, liberando Glucosa 1-fosfato. b. Enzima des-ramificante, cuyo papel es eliminar los puntos de ramificación, mediante la transferencia de cadenas de glucosas con enlaces α(1 4) a una cadena central, dejando únicamente la glucosa que tiene el enlace α(1 6), la cual se libera como glucosa

71 Glucogenolisis La glucógeno fosforilasa cataliza la ruptura de enlaces glucosídicos del extremo no reductor del Glucógeno, liberándose Glucosa 1-P Glucógeno fosforilasa -P Enzima desramificante

72 (α[1 4] α[1 4]) glucano transferasa α[1 6]glucosidasa 2 Glucosa

73 Glucogeno fosforilasa

74 ATP PPi Fosforilasa cinasa (menos activa) Regulación del metabolismo del glucógeno ATP Adenilato ciclasa AMPc (+) Proteína cinasa A [Ca +2 ] (-) ADP Fosforilasa cinasa (más activa) P (+) Fosfodiesterasa (+) Insulina Adrenalina Glucagón AMP Modificación covalente reversible Pi Insulina 2 ATP Glucógeno fosforilasa b (menos activa) ADP P Glucógeno fosforilasa a (más activa) ATP Glucógeno sintetasa a (más activa) ADP P Glucógeno sintetasa b (meno activa) (+) Pi Fosfoproteína fosfatasa 1 2 Pi 2