catabolismo de glÚcidos -...

FASE I

FASE II

FASE III

CATABOLISMO DE GLÚCIDOS

PRINCIPALES RUTAS DE UTILIZACIÓN DE LA GLUCOSA

RUTA PENTOSA FOSFATO

GLICÓLISIS

SE ALMACENASE DEGRADA

(3)(2)

(1) (5)

Glucógeno-Almidónsacarosa

Ribosa 5-fosfato PiruvatoGluconeogénesis

(4)

FASE I DELMETABOLISMO de GLÚCIDOS

DEGRADACIÓN DE POLISACÁRIDOS

Endógeno: Glucógeno (animales)Almidón (vegetales)

Mediante fosforólisis

Exógeno: Glucógeno y almidón (en animales)Mediante hidrólisis

DEGRADACIÓN DE POLISACÁRIDOS

Enlace (α α α α 1-6)

Actividad transferasa

Actividad glicosidasa

(αααα 1-6) Glucosa libre

glucógeno

Glucógeno fosforilasa

Extremo No reductor

Moléculas de glucosa 1-fosfato

Enzima desramificadora

Pi

Glucosa-1P Glucosa-6P glicólisis

fosforólisis

Polímero (α1-4) sin ramificarpara una nueva acción de fosforilasa

fosfoglucomutasa

hexoquinasa

Almidón

FosforilasaAmilasa

ALMIDON

Glucosa 1-P Glucosa

Glucosa 6-P

Triosa Fosfato CloroplastosDihidroxi acetona -PGliceraldheido 3-P

AmiloplastosGlucosa 6-PFructosa 6-PGlucosa 6-P

Fructosa 1, 6- biPAldolasa

fosfofructoquinasaATP

ATP

SACAROSA

Glucosa Fructosa

ATPATP

hexoquinasa

isomerasa

isomerasa

Glicólisis

Glicólisis

FASE INICIAL DE GLICÓLISIS EN VEGETALES Plastidios

PiH2O

invertasa

FASE II del Metabolismo de GlúcidosGLICÓLISIS

• 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

• Definición• Ubicación Celular • Características• Objetivos Metabólicos• Fases• Importancia de los metabolitos fosforilados• Rendimiento Energético

FASE II del Metabolismo de GlúcidosGLICÓLISIS

Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa

Fosfogliceratoquinasa

Fosfogliceratomutasa

cloroplastos

Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H+ +2ATP + 2H2O

Ecuación general

IMPORTANCIA DE LOS METABOLITOS FOSFORILADOS1- 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.

0

-10

-20

-30

-40

-50

-60

-70

Compuestos de alta energía

Compuestos de baja energíaGlucosa 6-P Glicerol 3-P

Pi

Adenina-ribosa-P-P-P

fosfoenolpiruvato

1,3-bifosfoglicerato

∆GEstándardehidrólisis

Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis

GLICÓLISIS – Fase I (preparatoria)

Glucosa 6-fosfato

Glucosa

Fructosa 6-fosfato

Fructosa 1,6-bifosfato

Gliceroaldehído 3-fosfato

Dihidroxiacetona fosfato

FASEFASE PREPARATORIAPREPARATORIA

Fosforilación de glucosa y su conversión a

Gliceraldehído 3-fosfatoPrimera Reacción de cebado

Segunda Reacción de cebado

Rotura de azúcar -P de 6 C en dos azúcar-P de 3 C

1-Fosforilación de la glucosa

hexoquinasa

Glucosa Glucosa 6-fosfato

ReacciReaccióón Nn Nºº 1: Fase preparatoria1: Fase preparatoria

Acople de reacciones

Glucosa + Pi Glucosa 6-P ∆G° = +13,8 kJ/mol

ATP + H2O ADP + Pi ∆G° = - 30.5 kJ/mol

Hexoquinasa

Fructosa 6-fosfatoGlucosa 6-fosfato

ReacciReaccióón Nn Nºº 2: Fase preparatoria2: Fase preparatoria

FosfoglucoisomerasaFosfoglucoisomerasa

Fructosa 6-fosfato Fructosa 1,6- bifosfato

Fosfofructoquinasa

ReacciReaccióón Nn Nºº 3: Fase preparatoria3: Fase preparatoria

Acople de reacciones

Fructosa 6-P + Pi Fructosa 1,6-biP ∆G° = +16,3 kJ/mol

ATP + H2O ADP + Pi ∆G° = - 30.5 kJ/mol

GLICÓLISIS – Fase I (preparatoria)

Glucosa 6-fosfato

Glucosa

Fructosa 6-fosfato

Fructosa 1,6-bifosfato

Gliceroaldehído 3-fosfato

Dihidroxiacetona fosfato

FASEFASE PREPARATORIAPREPARATORIA

Fosforilación de glucosa y su conversión a

Gliceraldehído 3-fosfatoPrimera Reacción de cebado

Segunda Reacción de cebado

Rotura de azúcar -P de 6 C en dos azúcar-P de 3 C

Fructosa 1,6- bifosfato Gliceraldehido3- fosfato

Dihidroxiacetonafosfato

aldolasa

ReacciReaccióón Nn Nºº 4: Fase preparatoria4: Fase preparatoria

Fructosa 1,6- bifosfato

aldolasa

DihidroxiacetonafosfatoGliceraldehido 3- fosfato

triosafosfato isomerasa

ReacciReaccióón Nn Nºº 5: 5: Fase preparatoriaFase preparatoria

C derivados de laglucosa

C derivados de la glucosa

Fase II

FASE II: DE BENEFICIO

Dihidroxiacetona fosfato (2)

1,3-Difosfoglicerato (2)

3-Fosfoglicerato (2)

2-Fosfoglicerato (2)

Fosfoenolpiruvato (2)

Piruvato (2)

FASE II: de BeneficioFASE II: de Beneficio

ConversiConversióón oxidativa de n oxidativa de gliceroaldehgliceroaldehíídodo 33--fosfato a fosfato a

piruvato y la formacipiruvato y la formacióón n acoplada de ATP y NADHacoplada de ATP y NADH

Oxidación y fosforilación

Primera fosforilación a nivel de sustrato

Segunda fosforilación a nivel de sustrato

Gliceraldehído 3-fosfato

Gliceraldehido- 3-fosfato

Fosfato Inorgánico

1,3-bifosfoglicerato

ReacciReaccióón Nn Nºº 6: Fase de Beneficio6: Fase de Beneficio

Gliceroaldehído- 3-fosfatodeshidrogenasa

1º-Formación de un compuesto con elevado potencial para transferir grupo fosforilo

+1 +3

(Pi)

0

-10

-20

-30

-40

-50

-60

-70

Compuestos de alta energía

Compuestos de baja energíaGlucosa 6-P Glicerol 3-P

Pi

Adenina-ribosa-P-P-P

fosfoenolpiruvato

1,3-bifosfoglicerato

∆GEstándardehidrólisis

Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis

ReacciReaccióón Nn Nºº 7: Fase de Beneficio7: Fase de Beneficio

1,3-bifosfoglicerato 3-Fosfoglicerato

Fosfogliceratoquinasa

1,3-bifosfoglicerato + H2O 3-fosfoglicerato + Pi ∆G0 = - 49 kJ/mol

ADP +Pi ATP + H2O ∆G0 = +30.5 kJ/mol ∆∆∆∆G0 = - 18, 5 kJ/mol

Acople de reacciones

1º fosforilación a nivel de sustrato

ReacciReaccióón Nn Nºº 8: Fase de Beneficio8: Fase de Beneficio

3-Fosfoglicerato2-Fosfoglicerato

Fosfogliceratomutasa

ReacciReaccióón Nn Nºº 9: Fase de Beneficio9: Fase de Beneficio

2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato

enolasa

2º-Formación de un compuesto con elevado potencial para transferir grupo fosforilo

0

-10

-20

-30

-40

-50

-60

-70

Compuestos de alta energía

Compuestos de baja energíaGlucosa 6-P Glicerol 3-P

Pi

Adenina-ribosa-P-P-P

fosfoenolpiruvato

1,3-bifosfoglicerato

∆GEstándardehidrólisis

Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis

ReacciReaccióón Nn Nºº 10: Fase de Beneficio10: Fase de Beneficio

FosfoenolpiruvatoPiruvato

Piruvatoquinasa

PEP + H2O Piruvato + Pi ∆G0 = - 61.9 kJ/mol

ADP + Pi ATP + H2O ∆G0 = + 30.5 kJ/mol

Acople de reacciones

2º fosforilación a nivel de sustrato

Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa

Fosfogliceratoquinasa

Fosfogliceratomutasa

2NAD+

2ADP

2ADP

2Pi

2H2O

ADP

ADP

Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H+ +2ATP + 2H2O

∆G10 = - 146 kJ/mol

ECUACIÓN GLOBAL DE LA GLICÓLISIS

Glucosa + 2 NAD+ 2 Piruvato + 2 NADH + 2 H+

∆GT0 = - 85 kJ/mol

2 ADP + 2Pi 2ATP + 2 H2O

∆G20 = + 61,0 kJ/mol

∆G10 + ∆G2

0 =

Degradativoy oxidativo

exergónico

Produce energía

Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa

Fosfogliceratoquinasa

Fosfogliceratomutasa

Bios.Proteínas

Provee precursoresPara la biosíntesis

Bios. Lidipos

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

0

Lactato deshidrogenasa

Fermentación Alcohólica

TTP: tiamina pirofosfato

+1

-1

(Vit B1)Piruvatodescarboxilasa

Alcoholdeshidrogenasa

PIRUVATO SE OXIDA A ACETIL-S-CoA(Matriz Mitocondrial)

Acetil-CoA

Ciclo del ácido cítricoCO2

Cadena respiratoriae-

O2 H2O

+3

+4

+2 +3

Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa

Fosfogliceratoquinasa

Fosfogliceratomutasa

Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H+ +2ATP + 2H2O

Regulación

Regulación

Regulación

Regulación de la glicólisis (I)

GLUCOSA GLUCOSA 6-P

En plantas este paso de regulación no es importante

Hexoquinasa

A) Hexoquinasa

-

+

Pi

fosfofructoquinasa

En plantas: PEP

-

Pi

+

Regulación de la glicólisis (III)

C) Piruvato quinasa

FOSFOENOLPIRUVATO PIRUVATO

ATP, NADHAcetil-CoA

Fructosa 1,6-bifosfato

En plantas:

-- +

-

citrato

En plantas es el principal nivel de regulación

+NAD+, AMP, ADP