GLUCOSA: EXCELENTE COMBUSTIBLE Y PRECURSOR VERSÁTIL

Transcripción

1 GLICÓLISIS

2 GLUCOSA: EXCELENTE COMBUSTIBLE Y PRECURSOR VERSÁTIL

3 GLICÓLISIS (GLYCOS = AZÚCAR + LÍSIS = RUPTURA)

4 FASE PREPARATORIA O FASE DE GASTO DE ENERGÍA (ATP) Inversión de ATP aumenta el contenido de energía libre de los intermediarios Cadenas de C de hexosas metabolizadas se convierten a un intermediario común: Gliceraldehído 3-fosfato

5 FASE DE BENEFICIO ENERGÉTICO O PAYOFF PHASE Formación de Piruvato Fosforilación de ADP a ATP por compuestos con un alto potencial de transferencia de grupo fosfato Transferencia de [H + ] a NAD + para formar NADH

6 DESTINOS DEL POTENCIAL ENERGÉTICO DEL PIRUVATO

7 FORMACIÓN DE ATP Y NADH ACOPLADAS A GLICÓLISIS RESUMEN DE GLICÓLISIS FORMACIÓN DE PIRUVATO (EXERGÓNICA) FORMACIÓN DE ATP (ENDERGÓNICA) CAMBIO TOTAL EN ENERGÍA LIBRE

8 IMPORTANCIA DE INTERMEDIARIOS FOSFORILADOS TODOS LOS INTERMEDIARIOS ENTRE GLUCOSA Y PIRUVATO ESTÁN FOSFORILADOS 1. La membrana plasmática carece de transportadores de azúcar lo que conlleva a la retención de los intermediarios en el interior de la célula sin un gasto energético a pesar de la gran diferencia de la concentración intra- y extracelular. 2. Los grupos fosfatos son componentes esenciales de la conversión enzimática de la energía metabólica. Compuestos fosfatados de alta energía (1,3 BPG y PEP) donan grupos fosfatos a ADP para formar ATP. 3. Energía de enlace que resulta del enlace de grupos fosfatos al sitio activo de enzimas disminuye la energía de activación y aumenta la especificidad de reacciones enzimáticas. Grupos fosfatos de ADP, ATP y de intermediarios de glicólisis forman complejos con Mg 2+ que es necesario para la función de la mayoría de las enzimas glicolíticas.

9 1. FOSFORILACIÓN DE GLUCOSA POR HEXOKINASA REVERSIBLE EN CONDICIONES INTRACELULARES HEXOKINASA SUFRE DE CAMBIO EN CONFOMRACIÓN CUANDO SE ENLAZA GLUCOSA (INDUCED FIT) PUEDE FOSFORILAR OTRAS HEXOSAS, D-FRUCTOSA Y D-MANOSA, EN ALGUNOS TEJIDOS

10 2. ISOMERIZACIÓN REVERSIBLE DE GLUCOSA-6-FOSFATO A FRUCTOSA 6-FOSFATO ISOMERIZACIÓN DE UNA ALDOSA A UNA CETOSA POR FOSFOHEXOSA ISOMERASA MECANISMO DE REACCIÓN ENVUELVE FORMACIÓN DE UN INTERMEDIARIO cis-eneidol

11 3. FOSFORILACIÓN DE FRUCTOSA-6-FOSFATO A FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO FOSFORILACIÓN POR FOSFOFRUCTOKINASA-1 (PFK-1) ES EL PRIMER PASO COMPROMETDO DE GLICÓLISIS COMPLEJA REGULACIÓN ALOSTÉRICA: ACTIVACIÓN POR POCO ATP Y MUCHO ADP Y/O AMP, FRUCTOSA 2,6-BIFOSFATO, RIBULOSA 5-FOSFATO INHIBICIÓN POR MUCHO ATP U OTRAS FUENTES DE ENERGÍA

12 4. RUPTURA DE FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO POR ALDOLASA CONDENSACIÓN ALDOLICA REVERSIBLE CAMBIO ENERGÉTICO ES MENOR EN CÉLULAS POR LA BAJA CONCENTRACIÓN DE REACTANTES HACIENDO QUE LA REACCIÓN SEA REVERSIBLE

13 4. RUPTURA DE FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO POR ALDOLASA ALDOLASA TIPO I EN BACTERIAS Y HONGOS LAS ALDOLASAS TIPO II NO FORMAN INTERMEDIARIO DE BASE SCHIFF

14 5. INTERCONVERSIÓN DE TRIOSA FOSFATADA POR ISOMERASA TRIOSA FOSFATO ISOMERASA MECANISMO DE ISOMERIZACIÓN DE UNA ALDOSA A UNA CETOSA SIMILAR AL DE FOSFOHEXOSA ISOMERASA (PASO 2) SOLO EL GLICERALDEHÍDO 3-FOSFATO PUEDE SER DIRECTAMENTE DEGRADADO EN LOS PASOS SUBSIGUIENTES DE GLICÓLISIS

15 DESTINO DE LOS CARBONOS DE GLUCOSA EN LA FORMACIÓN DE GLICERALDEHÍDO 3-FOSFATO

16 FASE DE BENEFICIO ENERGÉTICO O PAYOFF PHASE Formación de Piruvato Fosforilación de ADP a ATP por compuestos con un alto potencial de transferencia de grupo fosfato Transferencia de [H + ] a NAD + para formar NADH

17 6. OXIDACIÓN DE GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO A 1,3-BIFOSFOGLICERATO GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO DEHIDROGENASA REACCIÓN DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA QUE EVENTUALMENTE LLEVA A LA FORMACIÓN DE ATP

18 6. OXIDACIÓN DE GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO A 1,3-BIFOSFOGLICERATO GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO DEHIDROGENASA SUSTRATO SE ENLAZA COVALENTEMENTE A LA ENZIMA DURANTE LA REACCIÓN METALES PESADOS COMO Hg 2+ INHIBEN IRREVERSIBLEMENTE LA ENZIMA

19 7. TRANSFERENCIA DE GRUPO FOSFATO DE 1,3 BPG A ADP FOSFOGLICERATO KINASA ENZIMA LLAMADA POR LA REACCIÓN INVERSA EN GLUCONEOGÉNESIS

20 ACOPLAMIENTO ENERGÉTICO FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO

21 8. CONVERSIÓN DE 3-FOSFOGLICERATO A 2-FOSFOGLICERATO FOSFOGLICERATO MUTASA

22 9. DESHIDRATACIÓN DE 2-FOSFOGLICERATO A FOSFOENOLPIRUVATO (PEP) ENOLASA MECANISMO INVOLUCRA ESTABILIZACIÓN DE INTERMEDIARIO POR Mg 2+ Conversión de compuesto con bajo potencial de transferencia de grupo fosfato a uno de alto potencial de transferencia

23 10. TRANSFERENCIA DE GRUPO FOSFATO DE FOSFOENOLPIRUVATO A ADP PIRUVATO KINASA REQUIERE K + y Mg 2+ o Mn 2+ Fosforilación a nivel de sustrato

24 10. TAUTOMERIZACIÓN NO-ENZIMÁTICA DE PIRUVATO A FORMA CETO

25 GANANCIA NETA DE ENERGÍA EN GLICÓLISIS REACTANTES PRODUCTOS EL CAMINO DEL CARBONO: GLUCOSA 2 PIRUVATO EL CAMINO DE LOS GRUPOS FOSFATO: 2 ADP + 2 P i 2 ATP EL CAMINO DE LOS ELECTRONES: 4 e - ( 2[H + ] + 2 NAD + ) 2 NADH

26 EFECTO WARBURG: TASA MAS ALTA DE GLICÓLISIS EN TUMORES QUE EN TEJIDOS NORMALES AUN EN LA PRESENCIA DE OXÍGENO

27 INHIBIDORES DE GLICÓLISIS COMO POSIBLE TRATAMIENTO ANTI-CANCER

28 ANÁLOGO DE GLUCOSA CON UN ISÓTOPO DE FLUORO COMO HERRAMIENTA DIAGNOSTICA DE TUMORES UTILIZANDO TOMOGRAFÍA POR EMISIÓN DE POSITRONES (PET)

29 DEFICIENCIAS EN EL ABSORCIÓN DE GLUCOSA EN DIABETES TIPO I

30 ENTRADA DE GLICÓGENO, ALMIDÓN, DISACÁRIDOS Y HEXOSAS A LA FASE PREPARATIVA DE GLICÓLISIS

31 CATÁLISIS DEL GLUCÓGENO INTRACELULAR POR GLUCÓGENO FOSFORILASA FOSFORÓLISIS CONSERVA ALGUNA DE LA ENERGÍA DEL ENLACE GLICOSÍDICO EN EL ÉSTER FOSFATADO DE GLUCOSA 1-FOSFATO FOSFOGLUCOMUTASA

32 HIDRÓLISIS DE DISACÁRIDOS A MONOSACÁRIDOS PARA ENTRAR A LA CÉLULA HIDRÓLISIS CATALIZADA POR ENZIMAS ENLAZADAS A LA SUPERFICIE EXTERIOR DE DE LAS CÉLULAS EPITELIALES DEL INTESTINO INTOLERANCIA A LACTOSA

33 ENTRADA DE FRUCTOSA A GLICÓLISIS HEXOKINASA MUSCULOS Y RIÑÓN FRUCTOKINASA HÍGADO TRIOSA FOSFATO ISOMERASA TRIOSA KINASA

34 ENTRADA DE GALACTOSA A GLICÓLISIS ACUMULADA EN GALACTOSEMIA (CONDICIÓN CAUSADA POR MUTACIÓN DE CUALUOERA DE LAS TRES ENZIMAS ) CATARATAS EN LA INFANCIA POR DEPOSICIÓN DE D-GALACTIOL EN EL LENTE

35 ENTRADA DE MANOSA A GLICÓLISIS FOSFOMANOSA ISOMERASA