Clase de L. Palomares - gluconeogenesis ppt

8/14/2019 Clase de L. Palomares - gluconeogenesis ppt

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¿Por qué gluconeogénesis?

¿Qué es la gluconeogenesis?







Glucosa

G6P

F6P

F1,6BP

G3P

1,3BPGlicerato

3PG

2PG

PEP

Piruvato

ATP

ATP

ATP (x2)

ATP (x2)

NADH (x2)

Breve revisión

de glucólisis Hexocinasa

Fosfoglucosa isomerasa

Fosfofructocinasa

Aldolasa

Triosafosfato

isomerasa

G3P deshidrogenasa

Fosfoglicerato kinasa

Fosfogliceromutasa

Enolasa

Piruvato cinasa

Dihidroxiacetona fosfato



Los pasos en que difieren la glucólisis y la gluconeogénesisson, al mismo tiempo, los puntos de regulación y vinculación

con otras rutas.



Glucosa

G6P

F6P

F1,6BP

G3P

1,3BPGlicerato

3PG

2PG

PEP

Piruvato

ATP

ATP

ATP (x2)

ATP (x2)

NADH (x2)

Breve revisiónde glucólisis Hexocinasa


Fosfofructocinasa

Aldolasa

Triosafosfato

isomerasaG3P deshidrogenasa


Fosfogliceromutasa

Enolasa

Piruvato cinasa

Dihidroxiacetona fosfato



Glucosa

G6P

F6P

F1,6BP

G3P DHAP Glicerol

1,3DPG

3PG

2PGPEP

Oxaloacetate

Lactato Piruvato Algunos AAs

Algunos AAs

(Hexokinasa) G6P fosfatasa


(Fosfofructokinasa) Fructosa 1,6-Bifosfatasa

Triosafosfatoisomerasa

G3P deshidrogenasa


Fosfogliceromutasa

PEP carboxikinasa

Piruvato carboxilasa (requiere biotina carboxilada por acetilCoA enPC)

Enolasa

(En lugar de lapiruvato cinasa)



Los pasos en que difieren la glucólisis y la gluconeogénesisson, al mismo tiempo, los puntos de regulación y vinculación

con otras rutas.



Regulación.

Si no hay regulación es posible que la glucólisis (que

usa glucosa) y la gluconeogénesis (que la forma)

entren en un ciclo futil. El ciclo futil resulta en la

hidrólisis de ATP y generación de calor.







Aquí participa la biotina como acarreador de

CO2 de manera análoga a la participación de

la tiaminaPP en las reacciones de TK.

Mitocondria

Citosol

Decarboxilación

Rearreglo electrónico



-Piruvato carboxilasa: Depende

de AcCoA, que la activa

alostéricamente, ya que el

oxaloacetato es un intermediario

en gluconeogénesis perotambién en el TCA.

- Niveles altos de AcetilCoA

indican necesidad de

oxaloacetato.

- Niveles altos de ATP permiten

que el oxaloacetato se consuma

en gluconeogénesis, pero si el

ATP está bajo, el oxaloacetato

entrará en el TCA tras condensar con AcetilCoA.

Anaplerótica - Interviene en

gluconeogénesis y TAMBIEN

controla niveles de intermediarios

del TCA a nivel del oxaloacetato.



Rojo: Bacteria y Archae Azul: Animales Verde: Plantas y levaduras Naranja: regulación

Reacción primer by-pass: Piruvato + ATP + GTP + HCO3

-

--->PEP + ADP + GDP + Pi + CO2



Fructosa 1,6 bifosfatasaHidrólisis del fosfato

Glucosa 6 fosfatasa



Glucosa

G6P

F6P

F1,6BP

ATP

ATP

Hexocinasa


FosfofructocinasaAquí, por acción

de PFK-2 sepuede formar

F2,6BP

Segundo by-pass



Los niveles de regulación son varios, uno de ellos se basa

en la regulación alostérica de la fosfofructokinasa por la

F2,6BP (producida por PFK2, regulador cuyo nivel

depende del glucagon en sangre, baja glc aumenta

glucagon)



F6P

F1,6BP

AMP ↑F2,6P ↑Citrato ↓

AMP ↓F2,6P ↓Citrato ↑

Tanto el AMP como laF2,6BP estimulan a laPFK, promoviendo la

producción de ATP víaglicólisis.

Si los niveles de F2,6BPson bajos, se estimula laacción de la bifosfatasalo que estimula la

gluconeogénesis.

Concepto de ciclo de sustrato





Ambas PFK2 (que forma F2,6BP) y FBP2 (que lo transforma en F6P), son parte de lamisma proteína bifuncional (53 KDa), controlada recíprocamente por fosforilación de una

serina.

Cuando la glucosa está baja en sangre, el

glucagón se secreta y la cascada de señales

estimula la fosforilación y ésta a su vez

favorece la actividad de la FBPasa2 e inhibe

la PFK2, bajando los niveles de F2,6BP yestimulando la gluconeogénesis.

Cuando la glucemia se eleva, la enzima se

defosforila y la actividad PFK2 predomina,

aumentando los niveles de F2,6BP y

estimulando la glucólisis.



Gluconeogénesis & glucólisis

Control recíproco

Piruvato cinasa - Inhibida por ATPGlicolisis Estimulada por F1,6BP

Piruvato carboxilasa - Inhibida por ADP

Gluconeogen 1er bypass Estimulada por acetilCo

PEP carboxicinasa - Inhibida por ADP

Fosfofructokinasa 1- Estimulada por AMP

F1,6BP bifosfatasa 1 - Inhibida por F2,6BP



Tercer “by pass” Conversión de glucosa 6 P a Glucosa

Glucosa 6P + H2O glucosa + Pi

•Reacción catalizada por la glucosa 6-fosfatasa

•Enzima activada por Mg2+ solo presente en hepatocitos ycélulas renales•No presente en músculo o cerebro



El i l d C i



El ciclo de Cori

Las lactato deshidrogenasas son diferentes en diferentes tejidos

COO-

|

C=O

|

CH3

+ NADH + H+

COO-

|

H-C-OH

|

CH3

+ NAD+ + H+

Glucosa

Piruvato

Lactato

Glucosa

Piruvato

Lactato

Sangre

Hígado Músculo

Cuesta 6Enlaces fosfatos

Produce 2Enlaces fosfatos



Los aminoácidos como precursores de glucosa

Según punto de entrada



Posibles rutas de uso de glucosa en células deplantas superiores y animles

Glucosa

Ribosa 5 fosfato Piruvato

Glucógeno, almidón, sacarosa

Almacenamiento

Oxidación vía glicolisisOxidación vía PPP











Enzimas que participan en la degradación de glucógeno

Una buena parte de las enzimas necesarias para la

degradación YA están en los gránulos, y son reguladas porfosforilaciones reversibles que aumentan o disminuyen suactividad catalítica en respuesta a señales celulares (cAMP)

Fosforilasa

Transferasa

α -1,6-glucosidasaForman parte del mismopolipéptido de 160 kDa.





Participación del piridoxal fosfato

PLP (derivado de B6 - piridoxina)

Lisina en sitio activo de fosforilasaε amino (formando una base de Schiff)

Donador y aceptor de protones

Ión carbonio

ortofosfato



Debranching enzyme



Síntesis de glucógeno La degradación y la síntesis de glucógeno (y la de casi cualquier

otro compuesto) proceden por vías alternas que pueden ser reguladas

de manera independiente.

Azucar nucleótidos•Azucares activados•Su formación esirreversible•El grupo nucleotidil facilitala transferencia al facilitar eataque nucleofílico

•Los azúcares activadosforman una reserva apartede otros azúcares queserán destinados a otras

cosas



Reacción neta: G6P + UTP -----> UDP-glucosa + 2 Pi

Generación de los precursores del glucógeno



Síntesis de glucógeno

1- G6P G1P (fosfoglucomutasa)

2- G1P + UTP UDP-G + PPi (UDP-glucosa pirofosforilasa)

3- PPi + H2O 2Pi (pirofosfatasa)

4- UDP-G + glucógenon glucógenon+1 + UDP (sintasa)

5- UDP + ATP UTP + ADP (nucleósido difosfocinasa)

TotalG6P +ATP + glucógenon + H2O glucógenon+1 + ADP +2Pi

En total, la oxidación completa de una molécula de G6P

produce 37 ATP



Generación de las cadenas principales(enlaces α -1,4) del glucógeno

Glucógeno sintasa



Generación de las cadenas laterales (ramificaciones,enlaces α -1,6) del glucógeno

Se transfieren bloques de aprox. 7 residuos en 1,4 (incluyendo unextremo no reductor y tienen que provenir de una cadena de por lomenos 11 residuos) a un punto de ramificación NO MAS cercanode 4 residuos de otro punto de ramificación.

Por lo tanto la "ramificasa" y la "desramificasa" NO catalizanexactamente la misma reacción.



¿Por qué ramificaciones?

Incrementan la solubilidad del glucógeno

Incrementan la velocidad de síntesis y degradación



El proceso completo







osforilasa a



osforilasa a

Favorece fosforolisis sobre hidrólisis

f il b



Fosforilasa b









VON



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