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2. METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
1. Vías metabólicas de los carbohidratos.
1. Hidrólisis de almidón y transporte de glucosa.
2. Glucólisis.
3. Fermentación.
4. Gluconeogénesis.
5. Glucogenólisis.
6. Glucogenogénesis.
7. Vía de las pentosas.
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Ciclo de Krebs
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Energía de Gibbs (termodinam. IUPAC) Vs- energía libre de Gibbs; o entalpía:
Es un potencial termodinámico que se puede usar para calcular el máximo de
trabajo reversible que puede realizarse mediante un sistema termodinámico a
temperatura y presión constantes (isotérmica, isobárica).
ΔG0 = ΔH0- TΔS0
En equilibrio ΔG0 = 0Expontánea ΔG0 <0 -No expontánea ΔG> 0 +
1 cal (caloría) = 4,187 J: 1 kcal (kilocaloría) = 1000 cal = 4187 J
Gluc. Gluc.6-P ATP ADP
DG1= + 4.0 Kcal DG2= - 7.3 Kcal DGTotal= - 3.3 Kca
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Principios de termodinámica
Bioenergética
• Proporcionalidad
Direccionalidad
• DG total = Suma de DG parciales
DG= -7.3 Kcal/mol. 2 Moles DG= -14.6 Kcal
ATP ADP + P DG= - 7.3 Kcal
ADP + P ATP DG= + 7.3 Kcal
ATP ADP + P DG= - 7.3 Kcal
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Control a nivel Sustrato
hexocinasa
Glucosa + ATP Glucosa –6-P + ADP
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
http://images.google.com.mx/imgres?imgurl=http://www.biologia.arizona.edu/bioc
hemistry/problem_sets/energy_enzymes_catalysis/graphics/q3q.gif&imgrefurl=htt
p://www.biologia.arizona.edu/biochemistry/problem_sets/energy_enzymes_cataly
sis/03t.html&h=246&w=393&sz=8&hl=es&start=4&tbnid=un4dcyo2Ok-
0dM:&tbnh=78&tbnw=124&prev=/images%3Fq%3Denzimas%2Balost%25C3%2
5A9ricas%26svnum%3D10%26hl%3Des
Fosfofructocinasa
ATP y
Ácido cítrico
AMP
ADP
Fructosa 6-P
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
2. METABOLISMO DE CARBOHIDRATOS
1. Vías metabólicas de los carbohidratos.
1. Hidrólisis de almidón y transporte de glucosa.
2. Glucólisis.
3. Fermentación.
4. Gluconeogénesis.
5. Glucogenólisis.
6. Glucogenogénesis.
7. Vía de las pentosas.
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
D- Glucosa
Sangre.Principal o
único combustibleCerebro
S.N.
Médula de riñón
Testículos
EritrocitosTej. embrionario
Lactato Piruvato
Intermediarios del C.K.
aa. glucogénicos
Acs. Grasos no. impar de C Propionato
Bacterias del Rumen
Fosfo enol-
PiruvatoGlucosa 6-P
Glucosa Sanguínea
Glucógeno
Glucoproteínas (M.P)
Disacaridos (lactosa)
Otros Monosacaridos
E
Hipoglucemia Disfunción cerebral Coma Muerte
En músc. esquel. en cond. anaerobias
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Gluconeogénesis: Formación de la D-Glucosa a partir de precursores distintos de los carbohidratos (en animales)
Hígado y Cortex renal
COOH
C O
CH3
Piruvato
Carboxilasadel piruvato
CO2
ADP + Pi_H+
ATP
O = C COOH
H2 C COOH
Oxalacetato
Carboxiquinasa de Fosfo-enolpiruvato
CO2
GDP
GTP
COOH
C O PO3H2
CH2
Fosfo enol-
Piruvato
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Gluconeogénesis
Involucra:
Glucólisis
El ciclo del ácido cítrico
Algunas reacciones especiales
Hexocinasa
FosfofructocinasaPiruvato cinasa
Glucosa 6-fosfato
Fructosa 1,6-bisfosfato
Piruvato carboxilasa
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Regulación
Regulador positivo. Casi inactivo en presencia de Acetil-CoA
PiruvatoCarboxilasa
Fructosa 1-6 bifosfatasa
Mitocondria
Murray RK. Bender DA, Botham KM, Kennelly
PJ, Rodwell VW, Weil PA. 2013. Bioquímica
Ilustrada de Harper. 29ª Ed. McGraw-Hill Interamericana. España. 814 pp
Glucógeno
Glucógeno
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Glucogenólisis:
Rompimiento del glucógeno
para dar D-Glucosa
Fosforilasa del Glucógeno
Glucosa-1-fosfato
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Glucogenolisis:
Glucosa-1-fosfato
Fosforilasadel
Glucógeno
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Estructura y
metabolismo
de AMPc
Becker,W.M. y col. 2000
Adenil ciclasa
forma activa
AMPc
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Estimulación del rompimiento de glucógeno por epinefrina
Becker,W.M. y col. 2000
Médula de la
glándula suprarrenal
Adrenalina (epinefrina)
estimula el corazón
estrecha los pequeños
vasos sanguíneos
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Glucosa 6-fosfatasa
Granulo de Glucógeno
Glucógeno fosforilasa
Fosfoglucomutasa
REL
Glucosa
6-P
Glucosa
1-P
Glucosa
Membrana Plasmática
P
P
P
Permeasa
Degradación de glucógeno
Becker,W.M. y col. 2000
En sangre
Glucosa
AMPc
Adenil ciclasa
hepatocito
Hígado
Riñón
Céls.
Intestinales
Glucosa-6-fosfatasa
Músculo
Céls. de cerebro
Presente
Ausente
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Glucógeno n-1
+
Glucosa - 1-P
Glucogenólisis:
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Glucógeno
interno.
Se detiene 4 residuos
del punto de ramificación
Glucosa - 6-P Glucosa libre
Fosforilasadel Glucógeno
Glucosa 6-FosfatasaP-Gluco mutasa
¿Qué ocurre en los puntos de ramificación?
Enzima desramificante
A. a 1-4 a 1-4
B. a 1-6
Glucano transferasa
Glucosidasa
Fosforilasadel Glucógeno
GlucanoTransferasa
Enzima desramificador
Transferasa: elimina 3
residuos los transfiere
a otra ramificación
Enzima desramificante
2 Actividades:
El residuo a 1-6 se rompe
por a 1-6 glucosidasa
P-Gluco mutasa Residuo P-Serina
P-Gluco mutasa De GlucogenogénesisResiduo P-Histidina
Glucogenogénesis:
Biosíntesis de glucógeno
Glucógeno Sintasa
UTP
Uridina difosfato glucosa (uDpGlc).
Glucosa
Glucógeno
Glucógeno fosforilasa
Enzima desramificadora
Glucanotransferasa
Fosfoglucomutasa
GlucocinasaGlucosa
6-fosfatasa
Enzima ramificadora
Glucógenosintetasa
UDPGlu pirofosforilasa
Glucosa 1- P
Pirofosfatasainorgánica
NucleósidoDifosfo-cinasa
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
GlucogenólisisGlucogenogénesis:
P-Gluco mutasa Glucogenólisis
Residuo P-Serina
P-Gluco mutasa Glucogenogénesis
Residuo P-Histidina
Glucógeno Sintasaactiva
Insulina
Glucosa 1- P
Murray RK. Bender DA, Botham KM, Kennelly PJ, Rodwell
VW, Weil PA. 2013. Bioquímica Ilustrada de Harper. 29ª Ed. McGraw-Hill Interamericana. España. 814 pp
Glucogenogénesis:
Biosíntesis De Glucógeno
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Uridina difosfato-
Glucosa Glucosa 1-P Glucógeno n+1
UTP-Glucosa pirofosforilasa
Nucleósidodifosfo cinasa
Glucógeno Sintasa
+
UTPPPi
UDP
ADP
ATP
Vía del ác. urónico
Ac. Glucurónico
Ac. Galactourónico
Hígado y
Músculo
Glucosa 6-PGlucosa
Vía de las Pentosas
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
1) La generación de NADPH para las síntesis reductoras (biosíntesis de ác. grasos y esteroides).
2) Producción de D-Ribosa síntesis de Nucleótidos y Acs. Nucleicos.
No genera ATP
Libera CO2
NADPH en ves de NAD
Hemólisis Anemia hemolítica
Enzimas de la vía
Glucosa 6-P
Deshidrogenasa
Enzimas Citosol (Parte soluble extramitocondrial)
Reacciones:
Oxidativas: Glucosa 6-P. Deshidrogenación y Descarboxilación Ribulosa 5-P
No Oxidativa: La Ribulosa 5-P Glucosa-6-P . Transcetolasa y Transaldolasa.
Activa.
Hígado Eritrocitos
Tejido adiposo Testículos
Corteza suprarrenal Tiroides
Glándula mamaría en lactación
Actividad baja
Glándula mamaria si no hay lactancia
Músculo.
Tejidos que utilizan NADPH en síntesis reductoras.
• Puede inducirse la síntesis de Glucosa-6-fosfodeshidrogenasa y
6-P-gluconato en relación con estado nutricional.
• Sintesis de acs. Grasos. Y Esteroides
• Aa por la ruta de Glutamato deshidrogenasa o GSH en eritrocitos.
• Lipogénesis activa .
(2 de éstos Glucosa 6-P)
Se regeneran: 2 Glucosa-6-P
1 Gliceraldehído 3-P
Camino alterno para la oxidación de la Glucosa
Proceso multicíclico
3 CO2
3 Residuos de 5 C3 Glucosa-6-P
Vía de las Pentosas
Vía de las Pentosas
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Murray RK. Bender DA, Botham KM, Kennelly
PJ, Rodwell VW, Weil PA. 2013. Bioquímica
Ilustrada de Harper. 29ª Ed. McGraw-Hill Interamericana. España. 814 pp
Ribosa 5-P PRPP Sínt. de nucleótidos.
PRPP: 5-Fosforribosil-1-pirofosfato
Dra. Leticia Bucio Ortiz. Depto. Ciencias de la Salud. DCBS. UAM-Izt. México.
Gracias