UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS FASE I,

BIOQUÍMICA MÉDICA 2º AÑO - 2013

1- LANZADERAS

2- DESCARBOXILACIÓN DEL

PIRUVATO Dr. Mynor A. Leiva Enríquez

Lanzaderas de sustrato.

• El NADH + H+ no puede penetrar la membrana mitocondrial.

• Transferencia de equivalentes reductores (H+H) a través de la membrana mitocondrial, por medio de pares de sustratos relacionados por deshidrogenasas adecuadas.

• Su destino final es formar H2O

Lanzadera de Glicerofosfato

• En el citoplasma, el NADH + H+ reduce al fosfato de Dihidroxiacetona, formando Glicerol-3-P.

• En la mitocondria, se oxida el Glicerol-3-P regenerando fosfato de Dihidroxiacetona.

• Se reduce el FAD+ intramitocondrial, formando FADH2 el cual lleva los equivalentes reductores a la “puerta lateral” de la Cadena Respiratoria, dando origen a 2 moléculas de ATP.

Lanz. Glicerofosfato, lado extramitocondrial.

• La enzima depende de NAD

• Repone el NAD oxidado necesario para mantener la función de la Glucólisis.

Lanz. Glicerofosfato, espacio intermembrana

• La enzima superficie m.m.i depende de FAD

• Los 2 equivalentes reductores llevados a la cadena respiratoria producen 2 moléculas de ATP.

Lanzadera de Glicerofosfato

Fuente: Bioquímica Médica de BAYNES et. Al. 3ª. Edición,

Lanzadera de Glicerofosfato

Fuente: Bioquímica 5ª. Ed Harvey -Ferrier

• Utilizada por músculo esquelético.

• Por esta vía el NADH del citoplasma produce 2 Mol de ATP

Llevar equivalentes

reductores a la mitocondria

por medio de la lanzadera de

GLICEROFOSFATO, sólo

permite hacer una parte del

recorrido de la cadena

respiratoria y genera 2

moléculas de ATP por cada

par de Hidrógenos

transportados.

Lanzadera de Malato

• Debido a que el oxalacetato no puede atravesar la membrana mitocondrial, se requieren deshidrogenasas y transaminasas que funcionan en forma inversa y complementaria en ambos lados de la membrana mitocondrial, garantizando un proceso cíclico.

• Permite la formación de 3 ATP por cada par de hidrógenos llevados a la Cadena Respiratoria.

Fuente: Bioquímica 5ª. Ed Harvey -Ferrier

Se reduce el oxalacetato formando malato y reponiendo NAD.

El MALATO entra a la mitocondria a cambio de que salga alfa-cetoglutarato.

Se repone Oxalacetato Transaminando al alfa-ceto-glutarato con Aspartato.

El Glutamato resultante, entra a la mitocondria a cambio de que salga

aspartato.

Fuente: Bioquímica Médica de BAYNES et. Al. 3ª. Edición, VERIFICAR dirección correcta de las flechas del esquema

El malato se oxida regenerando oxalacetato. Se reduce el NAD llevando los “H” a la Cadena Respiratoria

El aspartato, producto de la transaminación, de nuevo lleva al exterior los carbonos del Oxalacetato para completar el ciclo.

Fuente: Bioquímica Médica de BAYNES et. Al. 3ª. Edición, VERIFICAR dirección correcta de las flechas del esquema

Llevar equivalentes reductores a la

mitocondria por medio de la lanzadera de

MALATO, permite hacer el recorrido

completo de la cadena respiratoria y

generar 3 moléculas de ATP

Para fines de ilustración Se exponen las dos Lanzaderas. En las células --según el órgano o tejido que sea– sólo funciona una: La lanzadera de malato se Encuentra en corazón e hígado.

Para fines de ilustración Se exponen las dos Lanzaderas. En las células --según el órgano o tejido que sea– sólo funciona una: La lanzadera de malato se Encuentra en corazón e hígado.

Fuente: Bioquímica Médica de BAYNES et. Al. 3ª. Edición, VERIFICAR dirección correcta de las flechas del esquema

Fuente: Bioquímica Médica. , BAYNES ET AL. 3ª. Ed. Editorial. Elsevier. Fuente: Fundamentos de Bioquímica, VOET ET AL. 2ª. Ed. Ed. Interamericana.

Metabolismo del Piruvato

Fuente: Bioquímica Médica. , BAYNES ET AL. 3ª. Ed. Editorial. Elsevier.

A B

C

D

E

A: síntesis proteica , gluconeogénesis uso de carbonos para obtener ATP

B: glucólisis anaeróbica , gluco- neogénesis, solución lactato-ringer

C: vía específica de gluconeogénesis. produce malato para exportar…

D: vía complementaria de la glucólisis entrada de carbonos al ciclo de Krebs

E: primera reacción (regulable) del Ciclo de Krebs. a) Si se requiere ATP prosigue el ciclo b) Si no se requiere ATP, el citrato sale al citoplasma para lipogénesis (AG y TAG ó Colesterol)

C. Piruvato deshidrogenasa

• Localizado en la mitocondria

• Complejo multienzimático

3 enzimas:

Piruvato deshidrogenasa (E1)

Dihidrolipoil transacetilasa (E2)

Dihidrolipoil deshidrogenasa (E3)

5 coenzimas Acido lipóico

Pirofosfato de tiamina

FAD

NAD

CoA

Descarboxilación oxidativa del piruvato

• Proceso intramitocondrial que permite la formación de Acetil-CoA a partir del Piruvato.

• Produce NADH + H+ aprovechable en la cadena respiratoria.

• Libera CO2

• Participan 3 enzimas y 5 coenzimas formando un complejo funcional.

Descarboxilación

oxidativa del

piruvato

Fuente: Bioquímica 5ª. Ed Harvey -Ferrier

Descarboxilación oxidativa del piruvato

Piruvato + CoA +NAD CO2 + Acetil-CoA + NADH+H

Fuente: Bioquímica 5ª. Ed Harvey -Ferrier

Fuente: Bioquímica Médica. , BAYNES ET AL.

3ª. Edición. Editorial. Elsevier.

Descarboxilación oxidativa del piruvato

Piruvato + CoA +NAD CO2 + Acetil-CoA + NADH+H

Fuente: Bioquímica Médica. , BAYNES ET AL.

3ª. Edición. Editorial. Elsevier.

Descarboxilación

oxidativa del

piruvato

Piruvato + CoA +NAD

CO2 + Acetil-CoA + NADH+H

• La enzima Piruvato deshidrogenasa usa como herramienta la coenzima

pirofosfato de tiamina.

• La enzima Dihidrolipoilo Transacetilasa

usa como herramienta la coenzima lipoamida y traslada a la Co-A.

• La enzima Dihidrolipoilo Deshidrogenasa

usa como herramienta la coenzima FAD y modifica al NAD

Descarboxilación oxidativa del piruvato

• Desde que se metaboliza una molécula de glucosa en condiciones aeróbicas, se producen en total 16 moléculas de ATP:

• por GLUCÓLISIS 4 ATP

• la LANZADERA DE MALATO 6 ATP

• la DESCARBOXILACIÓN

OXIDATIVA DEL PIRUVATO, 6 ATP

• La actividad de la lanzadera y la descarboxilación del piruvato

se cumplen 2 veces.

Descarboxilación oxidativa del piruvato

4 ATP a nivel del sustrato, 6 ATP de cadena respiratoria y 6 ATP al formar Acetil-CoA

REGULACIÓN DE PIRUVATO DESHIDROGENASA

• MODIFICACIONES ALOSTÉRICAS

–Por sus productos finales

–Acetil CoA, NADH+H y ATP

• MODIFICACIONES COVALENTES

–Por Fosforilación (Cinasa)

–Por desfosforilación (fosfatasa)

-Inhibidores

NADH, Acetil CoA y ATP efectores alostéricos negativos

Activan Cinasa (P)

-Activadores

Disminución de NADH, Acetil CoA y ATP

Activa Fosfatasa (insulina)

REGULACIÓN COMPLEJO PD

Fuente: Bioquímica Médica. , BAYNES ET AL.

3ª. Edición. Editorial. Elsevier.

mitocondria

Proteínas

Aminoácidos

Glucosa

Piruvato

T A G

Glicerol

Ác. Grasos

Acetil-CoA

Cetogénesis

C. Respiratoria

ATP + CO2 + H2O

Citrato Acetil-CoA

Colesterol

Esteroides

Ác. grasos

T A G

Ciclo de

Krebs

PROCEDENCIA Y DESTINO DE ACETIL-CoA

citoplasma

GRACIAS