UNIVERSIDAD DE DURANGO

Metabolismo de carbohidratos

Bioquímica II

IBQ. Julieta Leyva Corral

Metabolismo: Intercambio y transformación de materia y energía, que tiene lugar en el ser vivo.

Anabolismo Catabolismo

Metabolismo

Biosíntesis de compuestos a partir de moléculas más sencillas con consumo de energía

Degradación de moléculas más o menos complejas, con liberación de energía y producción de sustancias de desecho

Vía anfibólica: Es cuando una misma vía metabólica puede tener carácter anabólico o catabólico.

Vía de la glucólisis

Funciones:

En microorganismos que viven en condiciones anaeróbicas (sin oxígeno) sirve como la principal vía productora de energía a partir de carbohidratos, lo que da por resultado la formación de productos como ácido láctico, etanol y glicerol. A este tipo de proceso se le conoce como fermentación.

En organismos aeróbicos la glucólisis desempeña la fase inicial de degradación de carbohidratos, que comprende desde la fosforilación de la glucosa hasta la formación de piruvato, el cual por medio de las reacciones del complejo multienzimático piruvato deshidrogenasa se entrelaza con la serie de reacciones del ciclo del ácido cítrico provocando una oxidación completa de los carbonos para formar CO2, H2O y la liberación de grandes cantidades de energía metabólica útil (NADH).

Características de la glucólisis

La glucosa es convertida en piruvato, el cual puede oxidarse en el ciclo del ácido cítrico.

Muchos compuestos distintos a la glucosa, como lípidos y aminoácidos, entran en la ruta en diferentes niveles.

En algunas células esta vía glucolítica es modificada para permitir nuevamente la síntesis de glucosa.

La ruta contiene compuestos intermediarios que entrelazan esta ruta con vías metabólicas alternas (biosíntesis de triglicéridos, biosíntesis de pentosas).

Por cada glucosa consumida se producen dos moléculas de ATP por fosforilación a nivel de sustrato.

GLUCÓLISIS

Principal ruta para la degradación de glucosa.

• Se conoce como la ruta de Embden-Meyerhof.

• Propiedades que la convierten en la ruta más conocida:

- Es una ruta casi universal. - Produce energía e intermediarios metabólicos. - Se conoce su regulación.

En la glucólisis partimos de glucosa, la cual tiene que entrar dentro de las células a través de un transportador pasivo de tipo GLUT.

Los transportadores más importantes son dos:

-GLUT 2. Se encuentra fundamentalmente en hígado. No es dependiente de insulina.

- GLUT 4. Está presente en muchos tipos de células pero especialmente en músculo y en tejido adiposo. Es muy importante ya que para ser sintetizado correctamente es dependiente de insulina.

GLUCÓLISIS

La ruta consiste de dos fases:

– Fase preparatoria • Consume energía. • Una molécula de glucosa se convierte en dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato.

– Fase productiva • Produce energía. • Gliceraldehído-3-fosfato se convierte en piruvato.

Vía degradativa de los carbohidratos

1. Fosforilación de la glucosa (enzima hexocinasa o glucocinasa)

2. Isomerización de la glucosa-6-fosfato a fructosa-6-fosfato (enzima fosfoglucoisomerasa)

3. Fosforilación de la fructosa-6-fosfato (enzima Fosfofructocinasa-1)

4. Rompimiento de la fructosa-1,6-bifosfato en gliceraldehído-3-fosfato y dihidroxiacetona-fosfato (enzima aldolasa del bifosfato de fructosa)

5. Isomerización del gliceraldehído-3-fosfato a dihidroxiacetona-fosfato (enzima isomerasa del fosfato de triosas)

6. Fosforilación del gliceraldehído-3-fosfato a 1,3-bifosfoglicerato (enzima deshidrogenasa del fosfato de gliceraldehído)

7. 1,3-bifosfoglicerato es convertido a 3-fosfoglicerato (enzima cinasa del fosfoglicerato)

8. Isomerización del 3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato (enzima fosfogliceromutasa)

9. Enolización del 2-fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato (enzima hidratasa del fosfoenolpiruvato o enolasa)

10. Desfosforilación del fosfofenolpiruvato a piruvato (enzima cinasa del piruvato)

Reducción de piruvato a lactato (enzima deshidrogenasa del lactato)

En las células musculares que se contraen rápidamente la demanda de energía es elevada.

Tras reducirse el suministro de O2, la fermentación del ácido fáctico proporciona NAD+ suficiente para permitir que continúe la glucólisis (con su bajo nivel de producción de ATP) durante un período de tiempo corto

Fermentación alcohólica (enzimas descarboxilasa del piruvato y deshidrogenasa del alcohol)

REACCIÓN GLOBAL DE LA GLUCÓLISIS

Glucosa + 2 Pi + 2 ADP 2 Lactato + 2 H2O + 2 ATP

Glucosa + 2 Pi + 2 ADP 2 Piruvato + 2 ATP