CATABOLISMO DE GLÚCIDOS

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1 CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FASE I FASE II FASE III

2 PRINCIPALES RUTAS DE UTILIZACIÓN DE LA GLUCOSA Glucógeno-Almidón sacarosa (1) SE DEGRADA (5) SE ALMACENA (3) RUTA PENTOSA FOSFATO (4) (2) GLICÓLISIS Ribosa 5-fosfato Gluconeogénesis Piruvato

3 FASE I DEL METABOLISMO de GLÚCIDOS DEGRADACIÓN DE POLISACÁRIDOS Endógeno: Glucógeno (animales) Almidón (vegetales) Mediante fosforólisis Exógeno: Glucógeno y almidón (en animales) Mediante hidrólisis

4 DEGRADACIÓN DE POLISACÁRIDOS Extremo No reductor Enlace (α 1-6) Pi fosforólisis glucógeno Glucógeno fosforilasa Moléculas de glucosa 1-fosfato Enzima desramificadora Actividad transferasa Actividad glicosidasa (α 1-6) Glucosa libre hexoquinasa Polímero (α1-4) sin ramificar para una nueva acción de fosforilasa fosfoglucomutasa Glucosa-1P Glucosa-6P glicólisis

5 FASE INICIAL DE GLICÓLISIS EN VEGETALES SACAROSA invertasa Glucosa Fructosa Pi Almidón Fosforilasa Plastidios ALMIDON H 2 O Amilasa hexoquinasa ATP ATP Glucosa 1-P Glucosa ATP Glucosa 6-P Fructosa 6-P Glucosa 6-P Amiloplastos Glucosa 6-P isomerasa ATP fosfofructoquinasa Fructosa 1, 6- bip Aldolasa Glicólisis Gliceraldheido 3-P Dihidroxi acetona -P Cloroplastos Triosa Fosfato isomerasa Glicólisis

6 FASE II del Metabolismo de Glúcidos GLICÓLISIS Definición Ubicación Celular Características Objetivos Metabólicos Fases Importancia de los metabolitos fosforilados Rendimiento Energético

7 Características de la glicólisis Es un proceso: Degradativo Oxidativo Exergónico De secuencia lineal Independiente del oxígeno

8 Objetivos Metabólicos de la glicólisis 1- Producir energía 2- Proveer precursores para la biosíntesis

9 FASE II del Metabolismo de Glúcidos GLICÓLISIS Definición Ubicación Celular Características Objetivos Metabólicos Fases Importancia de los metabolitos fosforilados Rendimiento Energético

10 cloroplastos Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa Fosfoglicerato quinasa Fosfoglicerato mutasa Ecuación general Glucosa + 2NAD + + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H + +2ATP + 2H 2 O

11 IMPORTANCIA DE LOS METABOLITOS FOSFORILADOS 1- No pueden abandonar la célula dado que la membrana plasmática carece de transportadores para los azúcares fosforilados, por lo cual la célula, sin gastar energía, retiene a éstos intermediarios. 2- Cuando los grupos fosforilos se unen al sitio activo de las enzimas proporcionan energía de fijación y además aumentan la especificidad de las reacciones catalizadas enzimáticamente. 3- Conservan la energía metabólica.

12 G Estándar de hidrólisis Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis fosfoenolpiruvato -50 1,3-bifosfoglicerato Adenina-ribosa-P-P-P Compuestos de alta energía Glucosa 6-P Glicerol 3-P Compuestos de baja energía 0 Pi

13 GLICÓLISIS Fase I (preparatoria) Glucosa Primera Reacción de cebado Glucosa 6-fosfato FASE PREPARATORIA Fosforilación de glucosa y su conversión a Gliceraldehído 3-fosfato Segunda Reacción de cebado Rotura de azúcar -P de 6 C en dos azúcar-p de 3 C Fructosa 6-fosfato Fructosa 1,6-bifosfato Gliceroaldehído 3-fosfato Dihidroxiacetona fosfato

14 1-Fosforilación n Nº 1: Fase preparatoria de la glucosa Reacción N hexoquinasa Glucosa Acople de reacciones Glucosa 6-fosfato Glucosa + Pi Glucosa 6-P G = +13,8 kj/mol ATP + H 2 O ADP + Pi G = kj/mol

15 Hexoquinasa

16 Reacción n Nº N 2: Fase preparatoria Fosfoglucoisomerasa Glucosa 6-fosfato Fructosa 6-fosfato

17 Reacción n Nº N 3: Fase preparatoria Fosfofructoquinasa Fructosa 6-fosfato Fructosa 1,6- bifosfato Acople de reacciones Fructosa 6-P + Pi Fructosa 1,6-biP G = +16,3 kj/mol ATP + H 2 O ADP + Pi G = kj/mol

18 GLICÓLISIS Fase I (preparatoria) Glucosa Primera Reacción de cebado Glucosa 6-fosfato FASE PREPARATORIA Fosforilación de glucosa y su conversión a Gliceraldehído 3-fosfato Segunda Reacción de cebado Rotura de azúcar -P de 6 C en dos azúcar-p de 3 C Fructosa 6-fosfato Fructosa 1,6-bifosfato Gliceroaldehído 3-fosfato Dihidroxiacetona fosfato

19 Reacción n Nº N 4: Fase preparatoria aldolasa Dihidroxiacetonafosfato Fructosa 1,6- bifosfato Gliceraldehido 3- fosfato

20 Reacción n Nº N 5: Fase preparatoria Fructosa 1,6- bifosfato C derivados de la glucosa aldolasa C derivados de la glucosa Dihidroxiacetonafosfato Gliceraldehido 3- fosfato triosafosfato isomerasa Fase II

21 FASE II: DE BENEFICIO Gliceraldehído Dihidroxiacetona 3-fosfato (2) Oxidación y fosforilación FASE II: de Beneficio Conversión n oxidativa de gliceroaldehído do 3-fosfato a piruvato y la formación acoplada de ATP y NADH Primera fosforilación a nivel de sustrato 1,3-Difosfoglicerato (2) 3-Fosfoglicerato (2) 2-Fosfoglicerato (2) Segunda fosforilación a nivel de sustrato Fosfoenolpiruvato (2) Piruvato (2)

22 Reacción n Nº N 6: Fase de Beneficio Gliceroaldehído- 3- fosfatodeshidrogenasa Gliceraldehido- 3- fosfato Fosfato Inorgánico (Pi) 1,3-bifosfoglicerato 1º-Formación de un compuesto con elevado potencial para transferir grupo fosforilo

23 G Estándar de hidrólisis Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis fosfoenolpiruvato -50 1,3-bifosfoglicerato -40 Adenina-ribosa-P-P-P Compuestos de alta energía Glucosa 6-P Glicerol 3-P Compuestos de baja energía 0 Pi

24 Reacción n Nº N 7: Fase de Beneficio 1º fosforilación a nivel de sustrato Fosfoglicerato quinasa 1,3-bifosfoglicerato Acople de reacciones 1,3-bifosfoglicerato + H 2 O 3-fosfoglicerato + Pi 3-Fosfoglicerato G 0 = - 49 kj/mol ADP +Pi ATP + H 2 O G 0 = kj/mol G 0 = - 18, 5 kj/mol

25 Reacción n Nº N 8: Fase de Beneficio Fosfoglicerato mutasa 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato

26 Reacción n Nº N 9: Fase de Beneficio enolasa 2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato 2º-Formación de un compuesto con elevado potencial para transferir grupo fosforilo

27 G Estándar de hidrólisis Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis fosfoenolpiruvato -50 1,3-bifosfoglicerato -40 Adenina-ribosa-P-P-P Compuestos de alta energía Glucosa 6-P Glicerol 3-P Compuestos de baja energía 0 Pi

28 Reacción n Nº N 10: Fase de Beneficio 2º fosforilación a nivel de sustrato Piruvato quinasa Fosfoenolpiruvato Acople de reacciones PEP + H 2 O Piruvato + Pi G 0 = kj/mol Piruvato ADP + Pi ATP + H 2 O G 0 = kj/mol

29 ADP ADP 2Pi 2NAD + 2ADP Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa Fosfoglicerato quinasa 2H 2 O Fosfoglicerato mutasa 2ADP

30 ECUACIÓN GLOBAL DE LA GLICÓLISIS Glucosa + 2NAD + + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H + +2ATP + 2H 2 O Glucosa + 2 NAD + 2 Piruvato + 2 NADH + 2 H + G 10 = kj/mol Degradativo y oxidativo 2 ADP + 2Pi 2ATP + 2 H 2 O G 20 = + 61,0 kj/mol Produce energía G 10 + G 20 = G T0 = - 85 kj/mol exergónico

31 Provee precursores Para la biosíntesis Bios. Lidipos Bios.Proteínas Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa Fosfoglicerato quinasa Fosfoglicerato mutasa Bios.Proteínas Bios.Proteínas

32 DESTINOS CATABÓLICOS DEL PIRUVATO Fermentación a etanol en la levadura Fermentación a lactato en músculo con contracción vigorosa, en eritrocitos y algunas células y microorganismos. Animales, plantas y muchos microorganismos en condiciones aeróbicas

33 Fermentación Láctica +2 Lactato deshidrogenasa 0

34 Fermentación Alcohólica Piruvato descarboxilasa TTP: tiamina pirofosfato (Vit B 1 ) +1 Alcohol deshidrogenasa -1

35 PIRUVATO SE OXIDA A ACETIL-S-CoA (Matriz Mitocondrial) Acetil-CoA CO 2 e- O 2 Ciclo del ácido cítrico Cadena respiratoria H 2 O

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37 Regulación Regulación Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa Fosfoglicerato quinasa Fosfoglicerato mutasa Regulación Glucosa + 2NAD + + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H + +2ATP + 2H 2 O

38 Regulación de la glicólisis (I) A) Hexoquinasa Hexoquinasa GLUCOSA GLUCOSA 6-P + Pi - En plantas este paso de regulación no es importante

39 fosfofructoquinasa - + En plantas: PEP Pi

40 Regulación de la glicólisis (III) C) Piruvato quinasa FOSFOENOLPIRUVATO ATP, NADH - - Acetil-CoA - + PIRUVATO Fructosa 1,6-bifosfato + NAD +, AMP, ADP En plantas: citrato En plantas es el principal nivel de regulación