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UNIVERCIDAD TECNOLOGICA DE LA COSTA
TEMA 1 :glicolisis y glucogeogenesis
MATERIA: BIOQUÍMICA
INTEGRANTES: Enríquez
Hernández barba
GLUCOLISIS O GLICOLISIS es la ruta metabólica mediante la que se
degrada la glucosa hasta dos moléculas de piruvato, a la vez que se
produce energía en forma de ATP(Adenosín trifosfato, la
biomolécula energética básica del metabolismo celular) y de
NADH(nicotinamida adenina dinucleótida) La ruta esta formada
por diez reacciones enzimáticas, Es una ruta metabólica universalmente
distribuida en todos los organismos y células. Su principal función es la
degradación de glucosa y otros monosacáridos para la obtención de
energía.
Glucolisis
GLUCÓLISIS
Es la conversión de glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico (compuesto de 3 carbonos). Se usan dos moléculas de
ATP, pero se producen cuatro.
El H, junto con electrones, se unen a una coenzima que se llama nicotín adenín dinucleótido (NAD+) y forma NADH.
Ocurre en el citoplasma. Es anaeróbica.
GLUCÓLISIS
Libera solamente el 10% de la energía disponible en la glucosa.
La energía restante se libera al romperse cada molécula de ácido pirúvico en agua y bióxido de carbono.
El primer paso es la conversión del ácido pirúvico (3 C) en ácido acético (2 C); el cual está unido a la coenzima A (coA). Se produce una molécula de CO2 y NADH.
10 REACCIONES
REACCIONES ENZIMAS (kJ/mol)
1.- fosforilación de S 1.- hexoquinasa - 20.9
2.-isomerización 2.- fosfogluco isomerasa + 2.2
3.- fosforilación de S 3.-P-fructo quinasa 1 - 17.2
4.- condensación aldólica 4.- aldolasa + 22.8
5.- isomerización 5.- triosafosfato isomerasa + 7.9
6.- oxidación y fosforilacion 6.- gliceraldehido deshidrogenada + -3-
7.- fosforilación de ADP 7.- fosfogliceratoquinasa - 16.7
8.- isomerización 8.- fosfoglicerato mutasa + 4.7
9.- deshidratación 9.- enolasa + 3.2
10.- fosforilación de ADP 10.- piruvato quinasa -23.0
FERMENTACIÓN
Es la degradación de la glucosa y liberación de energía utilizando sustancias orgánicas como aceptores finales de electrones.
Algunos organismos como las bacterias y las células musculares humanas, pueden producir energía mediante la fermentación. La primera parte de la
fermentación es la glucólisis.
La segunda parte difiere según el tipo de organismo.
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
Este tipo de fermentación produce alcohol etílico y CO2, a partir del ácido pirúvico.
Es llevada a cabo por las células de levadura (hongo).
La fermentación realizada por las levaduras hace que la masa del pan suba y esté preparada para hornearse.
FERMENTACIÓN LÁCTICA
Este tipo de fermentación convierte el ácido pirúvico en ácido láctico.
Al igual que la alcohólica, es anaeróbica y tiene una ganancia neta de 2 ATP por cada glucosa degradada.
Es importante en la producción de lácteos.
FERMENTACIÓN ANAEROBIA
Glucólisis: Proceso metabólico en el que hay degradación de hexosas o azúcares de seis carbonos para la producción de energía y presenta un bajo rendimiento en estado aislado ya que su ganancia neta es de dos ATP. Se desarrolla a nivel citosólico y puede dividirse en dos grandes fases
Fase de inversión de Energía Fase de generación de Energía
TIPOS DE REACCIONES EN LA GLICOLÍSIS:
1.-Transferencia de fosforilo: se transfiere un grupo fosforilo desde el ATP a un
intermedio glucolitico, o desde un intermedio glucolítico hasta el ADP,
catalizadas por una quinasa.
2.-Desplazamiento del fosforilo: un grupo fosforilo es desplazado desde un
átomo de oxígeno a otro dentro de la molécula por una mutasa.
3.- Isomerización: la conversión de una cetosa en una aldosa, o a la inversa, por
una isomerasa.
4.- Deshidración: la separación de una molécula de agua por una dehidratasa.
RUTAS METABOLICAS
Definición: Son las vías empleadas por el metabolismo microbiano principalmente para la obtención de energía y que implican la producción de metabolitos de interés industrial.
La producción de energía puede darse por dos grandes vías.
Respiración Anaerobia / Glicólisis/ Metabolismo del Etanol y del Ácido Lactico.
Respiración Aerobia/ Ciclo de Krebs/Alta producción de energía.
METABOLISMO MICROBIANO FERMENTACIÓN
Fermentación Aerobia.
Proceso microbiano a gran escala que se desarrolla en presencia de oxígeno para la obtención de metabolitos de interés. Representan a mayoría de las fermentaciones industriales. No es bioquímicamente una fermentación.
Fermentación Anaerobia.
Proceso biológico realizado en ausencia de oxígeno, implica una ruta metabólica productora de energía sin un cambio neto del estado de oxidación de los productos en comparación con los sustratos.
BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCOLISIS
Reacción General:
Glucosa +2Pi +2ADP+2NAD
2 Piruvato +2ATP+2NADH+2H.
BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCOLISIS
GLUCOLISIS /METABOLISMO ANAEROBIO
Nececidad metabólica: Oxidación de los NADH , para que continuen su proceso como aceptor de electrones.En caso de anaerobiosis ese aceptor es el propio piruvato.
Metabolismo del Lactato. Metabolismo del Etanol.
METABOLISMO DEL LACTATO
Microrganismos Implicados: Lactobacillus Leuconostoc Piecocus Estreptococus. Procesos: Gucolisis previa a partir de
sustratos tales como la glucosa, fructosa, maltosa, sacarosa etc.
METABOLISMO DEL LACTATO
Mecanismo Bioqúimico:Las moléculas de NADH reducen el
piruvato para mantener el equilibrio oxido-redox y en un solo paso se genera el ácido láctico.
Adición de un hidrógeno al piruvato por medio de una deshidrogesa láctica.
Beneficios.Yogurt, Quesos y similares.
METABOLISMO DEL LACTATO
Balance energético.
Glucosa+2ADP+ 2Pi
2 Lactatos +2ATP +2H2O
METABOLISMO DEL LACTATO
Balance energético.
Glucosa+2ADP+ 2Pi
2 Lactatos +2ATP +2H2O
EL CATABOLISMO
El catabolismo comprende el metabolismo de degradación oxidativa
de las moléculas orgánicas, cuya finalidad es la obtención de
energía necesaria para que la célula pueda desarrollar sus funciones
vitales. Debe existir una última molécula que capte los electrones o
los hidrógenos desprendidos en las reacciones de oxidación.
Si el aceptor de electrones es el oxígeno molecular la ruta o el
catabolismo es aeróbico y si es otra molécula es catabolismo
anaeróbico.
CATABOLISMO AEROBIO
El catabolismo aerobio está formado por varias rutas metabólicas que conducen finalmente a la obtención de moléculas de ATP.
Estas moléculas de ATP más tarde serán imprescindibles para dar energía en las rutas anabólicas. La energía que no se usa se disipará en forma de calor.
CATABOLISMO ANAERÓBICO
El catabolismo anaeróbico Cuando el catabolismo se realiza en
condiciones anaeróbicas, es decir cuando el último aceptor de hidrógenos
o electrones no es el oxígeno, sino una molécula orgánica sencilla, las
rutas de degradación de la glucosa se llaman fermentaciones.
En un mismo organismo pluricelular pueden darse rutas aeróbicas o
anaeróbicas, según las condiciones ambientales de la célula. Por
ejemplo, la célula muscular puede funcionar con oxígeno hasta que éste
llega con dificultad al tejido. Trabaja entonces en condiciones anaerobias
produciendo ácido láctico.
CICLO DE KREBS
El ciclo de Krebs es una ruta metabólica cíclica que se lleva a cabo en la matriz
mitocondrial y en la cual se realiza la oxidación de los dos acetilos transportados por el
acetil coenzima A, provenientes del piruvato, hasta producir dos moléculas de CO2,
liberando energía en forma utilizable, es decir poder reductor (NADH, FADH2) y GTP.
Para cada glucosa se producen dos vueltas completas del ciclo de Krebs, dado que se
habían producido dos moléculas de acetil coenzima A en el paso anterior; por tanto se
ganan 2 GTPs y se liberan 4 moléculas de CO2. Estas cuatro moléculas, sumadas a las
dos de la descarboxilación oxidativa del piruvato, hacen un total de seis, que es el
número de moléculas de CO2 que se producen en respiración aeróbica (ver ecuación
general).
GLUCONEOGENESIS
IMPORTANCIA BIOLÓGICA
Determinados tejidos necesitan un aporte continuo de glucosa:•Cerebro: depende de glucosa como combustible primario•Eritrocito: utiliza glucosa como único combustible
CONSUMO GLUCOSA CEREBRO: 120 G/DIAORGANISMO: 160 G/DIA
RESERVAS DE GLUCOSALIQUIDOSCORPORALES: 20 GGLUCÓGENO: 160 G
LAS RESERVAS DIRECTAS DE GLUCOSA SOLO SON SUFICIENTES PARA CUBRIR LAS NECESIDADES DE UN DÍA!!!: PERÍODOS MÁS LARGOS DE AYUNO IMPLICAN LA NECESIDADDE SISTEMAS ALTERNATIVOS DE OBTENER GLUCOSA
GLUCONEOGENESIS
síntesis de glucosa a partir de precursores que no sean hidratos de carbono:
•LACTATO: músculo esquelético activo cuando Glicolisis> fosforilación oxidativa
•AMINOACIDOS: degradación de proteínas de la dieta o
proteínas de músculo esquelético.•GLICEROL: hidrólisis triacilglicéridosen células adiposas.
SINTESIS DE GLUCOSA
•Cualquier metabolito que pueda ser convertido a piruvato u oxalacetato puede ser un precursor de glucosa.
•Los precursores gluconeogénicos se convierten a piruvato, o bien entran en la ruta por conversión a oxalacetato o dihidroxiacetonafosfato
LACTATO COMO PRECURSOR
• Durante ejercicio físico vigoroso, cuando se contrae el músculo esquelético:
glicolisisCiclo del
acido citrico
Formación de NADH por la
glicolisis
Regeneracion a NAD+ por el metabolismo
aerobio
LACTATO COMO TAL QUEDA COMO PUNTO MUERTO EN EL METABOLISMO: DEBE CONVERTIRSE DE NUEVO EN PIRUVATO PARA PODER SER METABOLIZADO: ES RECONVERTIDO A PIRUVATO EN EL HÍGADO
AMINOACIDOS PRECURSORES DE LA GLUCOSA
LOCALIZACION TISULAR
Hígado (90%) y riñón (10%) son los órganos donde tiene lugar principalmente la gluconeogénesis
En Cerebro, músculo esquelético y músculo cardíaco tiene lugar muy poca gluconeogénesis
Gluconeogenesis Hígado/ Riñon
Glucosa en sangre
CerebroMusculo
esqueléticoMusculo cardiaco
La gluconeogénesis en hígado y riñón ayuda a mantener el nivel de glucosa necesario en sangre para que cerebro y músculos puedan extraer la suficiente glucosa para atender a sus demandas energéticas
gli
co
lisis
glu
con
eog
en
esis
CONVERSIÓN DEL PIRUVATO EN FOSFOENOLPIRUVATO
CARBOXILACION DEL PIRUVATO
1. Se realiza en la matriz mitocondrial
2. Catalizado por PIRUVATO CARBOXILASA:
Estructura: Region N-terminal 300-350 aa: Dominio de captación de ATPRegión C-terminal: dominio de unión de Biotina
BIOTINA: Transportador de CO2activado.
Unida al enzima por una cadena larga y flexible
MECANISMO DEL PIRUVATO
1. Activación del CO2
2. Unión del CO2activado a la biotina.
3. Paso del CO2desde biotina al piruvato. El brazo unido a biotinapermite el transporte del CO2 entre los dos centros activos del enzima.
La etapa de carboxilación de biotina depende de la unión previa de Acetil CoA: activacion alosterica
La presencia de Acetil CoA: control fisiológico-carga energética alta: oxalacetato glucosa-carga energética baja: oxalacetato ciclo del ácido cítrico
MECANISMO DE LA FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA
CONVERSIÓN DE FRUCTOSA- 1,6- BIOFOSFATO EN FRUCTOSA-6-FOSFATO
FORMACIÓN DE GLUCOSA
REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGENESIS / GLUCOLISIS
•Gluconeogénesis y glicolisis están coordinadas: una de las vías esta relativamente inactiva y la otra funciona a velocidad elevada.•Razón: ambas rutas son altamente exergónicas y podrían estar funcionando al mismo tiempo, con un resultado final de consumo de 2 ATP y 2 GTP por cada ciclo de reacción.•Sistema de control: las CANTIDADES Y ACTIVIDADES de los enzimas característicos de cada ruta están controlados de tal manera que no pueden ser ambas rutas activas simultáneamente:
VELOCIDAD DE LA GLICOLISIS: CONTROLADA POR CONCENTRACIÓN DE GLUCOSA
-VELOCIDAD DE LA GLUCONEOGÉNESIS: CONTROLADA POR CONCENTRACIÓN DE LACTATO Y
OTROS PRECURSORES
REGULACIÓN DE LA CONVERSIÓN FRUCTOSA-6-FOSFATO/ FRUCTOSA 1,6 BIFOSFATO.
FRUCTOSA 2,6 BIFOSFATO
REGULACIÓN DE LA CONVERSION FOSFOENOLPIRUVATO/PIRUVATO
CICLOS DE SUSTRATOS
CICLO DE CORI
CICLO GLUCOSA - ALANINA
GRACIAS!!!!
