CATABOLISMO DE GLÚCIDOS FASE I FASE II FASE III
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
FASE I DEL METABOLISMO de GLÚCIDOS DEGRADACIÓN DE POLISACÁRIDOS Endógeno: Glucógeno (animales) Almidón (vegetales) Mediante fosforólisis Exógeno: Glucógeno y almidón (en animales) Mediante hidrólisis
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
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
FASE II del Metabolismo de Glúcidos GLICÓLISIS Definición Ubicación Celular Características Objetivos Metabólicos Fases Importancia de los metabolitos fosforilados Rendimiento Energético
Características de la glicólisis Es un proceso: Degradativo Oxidativo Exergónico De secuencia lineal Independiente del oxígeno
Objetivos Metabólicos de la glicólisis 1- Producir energía 2- Proveer precursores para la biosíntesis
FASE II del Metabolismo de Glúcidos GLICÓLISIS Definición Ubicación Celular Características Objetivos Metabólicos Fases Importancia de los metabolitos fosforilados Rendimiento Energético
cloroplastos Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa Fosfoglicerato quinasa Fosfoglicerato mutasa Ecuación general Glucosa + 2NAD + + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H + +2ATP + 2H 2 O
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.
G Estándar de hidrólisis -70-60 Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis fosfoenolpiruvato -50 1,3-bifosfoglicerato -40-30 Adenina-ribosa-P-P-P Compuestos de alta energía -20-10 Glucosa 6-P Glicerol 3-P Compuestos de baja energía 0 Pi
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
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 = - 30.5 kj/mol
Hexoquinasa
Reacción n Nº N 2: Fase preparatoria Fosfoglucoisomerasa Glucosa 6-fosfato Fructosa 6-fosfato
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 = - 30.5 kj/mol
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
Reacción n Nº N 4: Fase preparatoria aldolasa Dihidroxiacetonafosfato Fructosa 1,6- bifosfato Gliceraldehido 3- fosfato
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
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)
Reacción n Nº N 6: Fase de Beneficio +1 +3 Gliceroaldehído- 3- fosfatodeshidrogenasa Gliceraldehido- 3- fosfato Fosfato Inorgánico (Pi) 1,3-bifosfoglicerato 1º-Formación de un compuesto con elevado potencial para transferir grupo fosforilo
G Estándar de hidrólisis -70-60 Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis fosfoenolpiruvato -50 1,3-bifosfoglicerato -40 Adenina-ribosa-P-P-P Compuestos de alta energía -30-20 -10 Glucosa 6-P Glicerol 3-P Compuestos de baja energía 0 Pi
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 = +30.5 kj/mol G 0 = - 18, 5 kj/mol
Reacción n Nº N 8: Fase de Beneficio Fosfoglicerato mutasa 3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato
Reacción n Nº N 9: Fase de Beneficio enolasa 2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato 2º-Formación de un compuesto con elevado potencial para transferir grupo fosforilo
G Estándar de hidrólisis -70-60 Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis fosfoenolpiruvato -50 1,3-bifosfoglicerato -40 Adenina-ribosa-P-P-P Compuestos de alta energía -30-20 -10 Glucosa 6-P Glicerol 3-P Compuestos de baja energía 0 Pi
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 = - 61.9 kj/mol Piruvato ADP + Pi ATP + H 2 O G 0 = + 30.5 kj/mol
ADP ADP 2Pi 2NAD + 2ADP Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa Fosfoglicerato quinasa 2H 2 O Fosfoglicerato mutasa 2ADP
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 = - 146 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
Provee precursores Para la biosíntesis Bios. Lidipos Bios.Proteínas Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa Fosfoglicerato quinasa Fosfoglicerato mutasa Bios.Proteínas Bios.Proteínas
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
Fermentación Láctica +2 Lactato deshidrogenasa 0
Fermentación Alcohólica Piruvato descarboxilasa TTP: tiamina pirofosfato (Vit B 1 ) +1 Alcohol deshidrogenasa -1
PIRUVATO SE OXIDA A ACETIL-S-CoA (Matriz Mitocondrial) +4 +3 +2 +3 Acetil-CoA CO 2 e- O 2 Ciclo del ácido cítrico Cadena respiratoria H 2 O
Regulación Regulación Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa Fosfoglicerato quinasa Fosfoglicerato mutasa Regulación Glucosa + 2NAD + + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H + +2ATP + 2H 2 O
Regulación de la glicólisis (I) A) Hexoquinasa Hexoquinasa GLUCOSA GLUCOSA 6-P + Pi - En plantas este paso de regulación no es importante
fosfofructoquinasa - + En plantas: PEP Pi
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