GLICÓLISIS

GLUCOSA: EXCELENTE COMBUSTIBLE Y PRECURSOR VERSÁTIL

GLICÓLISIS (GLYCOS = AZÚCAR + LÍSIS = RUPTURA)

FASE PREPARATORIA O FASE DE GASTO DE ENERGÍA (ATP) Inversión de ATP aumenta el contenido de energía libre de los intermediarios

Cadenas de C de hexosas metabolizadas se convierten a un intermediario común: Gliceraldehído 3-fosfato

FASE DE BENEFICIO ENERGÉTICO O “PAYOFF PHASE” Formación de Piruvato

Fosforilación de ADP a ATP por compuestos con un alto potencial de transferencia de grupo fosfato Transferencia de [H+] a NAD+ para formar NADH

DESTINOS DEL POTENCIAL ENERGÉTICO DEL PIRUVATO

FORMACIÓN DE ATP Y NADH ACOPLADAS A GLICÓLISIS

FORMACIÓN DE PIRUVATO (EXERGÓNICA)

FORMACIÓN DE ATP (ENDERGÓNICA)

CAMBIO TOTAL EN ENERGÍA LIBRE

RESUMEN DE GLICÓLISIS

IMPORTANCIA DE INTERMEDIARIOS FOSFORILADOS TODOS LOS INTERMEDIARIOS ENTRE GLUCOSA Y PIRUVATO ESTÁN FOSFORILADOS

1.  La membrana plasmática carece de transportadores de azúcar lo que conlleva a la retención de los intermediarios en el interior de la célula sin un gasto energético a pesar de la gran diferencia de la concentración intra- y extracelular.

2.  Los grupos fosfatos son componentes esenciales de la conversión enzimática de la energía metabólica. Compuestos fosfatados de alta energía (1,3 BPG y PEP) donan grupos fosfatos a ADP para formar ATP.

3.  Energía de enlace que resulta del enlace de grupos fosfatos al sitio activo de enzimas disminuye la energía de activación y aumenta la especificidad de reacciones enzimáticas. Grupos fosfatos de ADP, ATP y de intermediarios de glicólisis forman complejos con Mg2+ que es necesario para la función de la mayoría de las enzimas glicolíticas.

1.  FOSFORILACIÓN DE GLUCOSA POR HEXOKINASA REVERSIBLE EN CONDICIONES INTRACELULARES

HEXOKINASA SUFRE DE CAMBIO EN CONFOMRACIÓN CUANDO SE ENLAZA GLUCOSA (INDUCED FIT) PUEDE FOSFORILAR OTRAS HEXOSAS, D-FRUCTOSA Y D-MANOSA, EN ALGUNOS TEJIDOS

2.  ISOMERIZACIÓN REVERSIBLE DE GLUCOSA-6-FOSFATO A FRUCTOSA 6-FOSFATO ISOMERIZACIÓN DE UNA ALDOSA A UNA CETOSA POR FOSFOHEXOSA ISOMERASA

MECANISMO DE REACCIÓN ENVUELVE FORMACIÓN DE UN INTERMEDIARIO cis-ENEIDOL

3.  FOSFORILACIÓN DE FRUCTOSA-6-FOSFATO A FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO FOSFORILACIÓN POR FOSFOFRUCTOKINASA-1 (PFK-1) ES EL PRIMER PASO COMPROMETDO DE GLICÓLISIS

COMPLEJA REGULACIÓN ALOSTÉRICA: ACTIVACIÓN POR POCO ATP Y MUCHO ADP Y/O AMP, FRUCTOSA 2,6-BIFOSFATO, RIBULOSA 5-FOSFATO

INHIBICIÓN POR MUCHO ATP U OTRAS FUENTES DE ENERGÍA

4.  RUPTURA DE FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO POR ALDOLASA CONDENSACIÓN ALDOLICA REVERSIBLE

CAMBIO ENERGÉTICO ES MENOR EN CÉLULAS POR LA BAJA CONCENTRACIÓN DE REACTANTES HACIENDO QUE LA REACCIÓN SEA REVERSIBLE

4.  RUPTURA DE FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO POR ALDOLASA ALDOLASA TIPO I

EN BACTERIAS Y HONGOS LAS ALDOLASAS TIPO II NO FORMAN INTERMEDIARIO DE BASE SCHIFF

5.  INTERCONVERSIÓN DE TRIOSA FOSFATADA POR ISOMERASA TRIOSA FOSFATO ISOMERASA

MECANISMO DE ISOMERIZACIÓN DE UNA ALDOSA A UNA CETOSA SIMILAR AL DE FOSFOHEXOSA ISOMERASA (PASO 2) SOLO EL GLICERALDEHÍDO 3-FOSFATO PUEDE SER DIRECTAMENTE DEGRADADO EN LOS PASOS SUBSIGUIENTES DE

GLICÓLISIS

DESTINO DE LOS CARBONOS DE GLUCOSA EN LA FORMACIÓN DE GLICERALDEHÍDO 3-FOSFATO

FASE DE BENEFICIO ENERGÉTICO O “PAYOFF PHASE” Formación de Piruvato

Fosforilación de ADP a ATP por compuestos con un alto potencial de transferencia de grupo fosfato Transferencia de [H+] a NAD+ para formar NADH

6.  OXIDACIÓN DE GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO A 1,3-BIFOSFOGLICERATO GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO DEHIDROGENASA

REACCIÓN DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA QUE EVENTUALMENTE LLEVA A LA FORMACIÓN DE ATP

6.  OXIDACIÓN DE GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO A 1,3-BIFOSFOGLICERATO GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO DEHIDROGENASA

SUSTRATO SE ENLAZA COVALENTEMENTE A LA ENZIMA DURANTE LA REACCIÓN METALES PESADOS COMO Hg2+ INHIBEN IRREVERSIBLEMENTE LA ENZIMA

7.  TRANSFERENCIA DE GRUPO FOSFATO DE 1,3 BPG A ADP FOSFOGLICERATO KINASA

ENZIMA LLAMADA POR LA REACCIÓN INVERSA EN GLUCONEOGÉNESIS

6.  + 7. ACOPLAMIENTO ENERGÉTICO FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO

8.  CONVERSIÓN DE 3-FOSFOGLICERATO A 2-FOSFOGLICERATO FOSFOGLICERATO MUTASA

9.  DESHIDRATACIÓN DE 2-FOSFOGLICERATO A FOSFOENOLPIRUVATO (PEP) ENOLASA

MECANISMO INVOLUCRA ESTABILIZACIÓN DE INTERMEDIARIO POR Mg2+

Conversión de compuesto con bajo potencial de transferencia de grupo fosfato a uno de alto potencial de transferencia

10.  TRANSFERENCIA DE GRUPO FOSFATO DE FOSFOENOLPIRUVATO A ADP PIRUVATO KINASA

REQUIERE K+ y Mg2+ o Mn2+

Fosforilación a nivel de sustrato

10.  TAUTOMERIZACIÓN NO-ENZIMÁTICA DE PIRUVATO A FORMA CETO

GANANCIA NETA DE ENERGÍA EN GLICÓLISIS

EL CAMINO DEL CARBONO: GLUCOSA 2 PIRUVATO

EL CAMINO DE LOS GRUPOS FOSFATO: 2 ADP + 2 Pi 2 ATP

EL CAMINO DE LOS ELECTRONES: 4 e-( 2[H+] + 2 NAD+) 2 NADH

REACTANTES PRODUCTOS

http://iys.inonu.edu.tr/webpanel/dosyalar/1400/image/warburg.png

EFECTO WARBURG: TASA MAS ALTA DE GLICÓLISIS EN TUMORES QUE EN TEJIDOS NORMALES AUN EN LA PRESENCIA DE OXÍGENO

INHIBIDORES DE GLICÓLISIS COMO POSIBLE TRATAMIENTO ANTI-CANCER

ANÁLOGO DE GLUCOSA CON UN ISÓTOPO DE FLUORO COMO HERRAMIENTA DIAGNOSTICA DE TUMORES UTILIZANDO TOMOGRAFÍA POR EMISIÓN DE POSITRONES (PET)

DEFICIENCIAS EN EL ABSORCIÓN DE GLUCOSA EN DIABETES TIPO I

ENTRADA DE GLICÓGENO, ALMIDÓN, DISACÁRIDOS Y HEXOSAS A LA FASE PREPARATIVA DE GLICÓLISIS

CATÁLISIS DEL GLUCÓGENO INTRACELULAR POR GLUCÓGENO FOSFORILASA FOSFORÓLISIS CONSERVA ALGUNA DE LA ENERGÍA DEL ENLACE GLICOSÍDICO EN EL ÉSTER FOSFATADO DE

GLUCOSA 1-FOSFATO

FOSFOGLUCOMUTASA

HIDRÓLISIS DE DISACÁRIDOS A MONOSACÁRIDOS PARA ENTRAR A LA CÉLULA HIDRÓLISIS CATALIZADA POR ENZIMAS ENLAZADAS A LA SUPERFICIE EXTERIOR DE DE LAS CÉLULAS EPITELIALES

DEL INTESTINO

INTOLERANCIA A LACTOSA

ENTRADA DE FRUCTOSA A GLICÓLISIS

HEXOKINASA MUSCULOS Y RIÑÓN

FRUCTOKINASA HÍGADO

TRIOSA KINASA

TRIOSA FOSFATO ISOMERASA

ENTRADA DE GALACTOSA A GLICÓLISIS

ACUMULADA EN GALACTOSEMIA (CONDICIÓN CAUSADA POR MUTACIÓN DE CUALUOERA DE LAS

TRES ENZIMAS ) CATARATAS EN LA INFANCIA POR DEPOSICIÓN DE

D-GALACTIOL EN EL LENTE

FOSFOMANOSA ISOMERASA

ENTRADA DE MANOSA A GLICÓLISIS