metabolismo del piruvato
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La degradación de la glucosa por la vía glucolítica produce piruvato.Éste en (1) condiciones anaeróbicas puede seguir una fermentación y produce: etanol, lactato, etc…y en (2) condiciones aerobias se produciría una oxidación completa, degradándose hasta CO2 (acetil-CoA)
FERMENTACIONESEn el tejido muscular, en anaerobiosis, el piruvato se reduce a lactato.Los µµµµ-organismos que degradan glucosa en anaerobiosis so n fermentativos y pueden generar etanol, lactato, etc.
Piruvato
Glucosa
Lactato
FERMENTACIONES OXIDACIÓNCOMPLETA
Etanol
Lactatodeshidrogenasa
T 19-M. piruvato
METABOLISMO DEL PIRUVATO
El piruvato formado en la GLUCOLISIS sigue una de las vías:ANAEROBIA: Fermentación (1,2) AEROBIA: Respiración celular (3)
Piruvato
Lactato Acetil-CoAAcetaldehido
Etanol Posterioroxidación
O2
O2
O2
O2
Lactato
13
2
piruvato
1.-FERMENTACIÓN LACTICAen condiciones anaeróbicas (músculo y microorganismos ).
regeneraciónNAD+
glucosa
glic
olis
is
2 piruvato
2 lactato
Acoplamiento de la oxidación del NADH hasta NAD+ con la reducción delPiruvato a lactato;
la glicolisis necesita NAD+ disponible para la Gal-3-P deshidrogenasa
Piruvato + NADH Lactato + NAD +
Resumen de la fermentación láctica
El ácido láctico es producido en los músculos con el ejercicio y por bacteriasLactato
deshidrogenasa
RegeneracionNAD+
lactato
Acoplamiento de la oxidación del NADH a NAD+ con la reducción delacetaldehido a etanol;
la glicolisisnecesita NAD+Disponible para la Gal-3-P deshidrogenasa
2.-FERMENTACIÓN ALCOHÓLICAen condiciones anaeróbicas en microorganismos fermentativos
glucosa
2 piruvato
etanol
RegeneracionNAD+
acetaldehido
Las 2 Reacciones de reducción del Piruvato en los procesos fermentativos
LactatoPiruvato
Lactato deshidrogenasa
Piruvato EtanolAcetaldehido
Piruvato descarboxilasa
Alcoholdeshidrogenasa
3.-Oxidación del Piruvatoen condiciones aerobias -------���� Acetil-CoA
REACCIÓN COMPLEJA:Descarboxilación oxidativa del piruvatoEnzima: PIRUVATO DESHIDROGENASACoenzimas solubles: NAD+ se reduce a NADH
CoA-SH se lleva el acetilo
ComplejoPiruvatodeshidrogenasa
Piruvato
Glucosa
Acetil-CoA
Lípidos
PIRUVATO DESHIDROGENASAComponentes del complejo: 3 enzimas y 5 coenzimas
Coenzimas solublesCoA-SHNAD+
Coenzimas unidos a Enzimas(GRUPOS PROSTÉTICOS)E1- TPPE2- LipoamidaE3 - FAD
-TPP-Lipoamida
- FAD
Descarboxilación oxidativaTrans-acetilación
Oxidación H 2-lipoamida
E1- piruvato deshidrogenasa -E2- Lipoil-transacetilasa -E3- Dihidrolipoamida deshidrogenasa -
Cristales de PDH
Microfotografía al M.E. del complejo PDH procedente de músculo
Modelo de la estructura del complejo PDH, donde se recogen los 3 tipos de subunidades, cada una con su coenzim a
La E1-TPP cataliza la descarboxilación del piruvato y el OH-etil queda unido a la TPP
PIRUVATO DESHIDROGENASA: mecanismo de actuación
- TPP- Lipoamida- FAD
E1 = Piruvato deshidrogenasaE2 = Dihidrolipoil transacetilasaE3 = Dihidrolipoil deshidrogenasa
Dihidrolipoamida
Lipoamida
piruvato
Hidroxi-etil-TPP
Acetil hidrolipoamida
Acetil-CoA
CoE. solubles•CoA-SH•NAD+
Toda la reacción se produce en el entorno
del complejo
PDH, actuando en cada
paso una de las
enzimas
Descripción del mecanismo de acción de la PIRUVATO DH
1º.- Actuación de la E1-TPP (La E1 es Piruvato deshidrogenasa )El piruvato se descarboxila y el fragmento de 2 carb onos (carbanión) se transfiere al anillo de tiofeno (TPP), formándose el hidroxi-etil-TPP .
2º.- Transferencia del hidroxietilo de la E1-TPP a la E2-LipoamidaLa E2 es Dihidrolipoil-transacetilasa y tiene unida la LipoamidaEn la transferencia desde E1 a E2, el hidroxi-etilo se oxida a acetilo, a la par que e l puente disulfuro de la lipoamida se reduce a dihidro -lipoamida, aunque como ésta resulta acetilada, el producto es acetil-hidro-lipoamida
3º.- Transferencia del acetilo desde la E2-hidro-Lipoamida a la CoA-SHEl grupo acetilo de la acetil-lipoamida (enlace tio-acilo) se transfiere a la CoA-SH, para formar Acetil-S-CoA (enlace tio-acilo).La Lipoamida queda reducida como Dihidro-lipoamida.
4º.- Oxidación de la H2-lipoamida por E3-FAD ( Coenzima de la E3)La E3 (Dihidrolipoil-deshidrogenasa) es una flavoenzima , cuyo FADH2 se oxidará después por el NAD+ (coenzima soluble) que se reduce a NADH + H+
Glositis, Queilitisangular y
Dermatitis seborreica
FMN, FADRiboflavinaB2
EscorbutoAscorbatoC
AnemiaperniciosaCianocobalaminaCobalaminaB12
BiotinaBiotinaB7 o H
Anemia(Isoniacina)
Piridoxal-PPiridoxinaB6
Neurodegeneración(pantotenato kinasa)Coenzima APantotenatoB5
Pelagra (3D)NADH, NADPHNiacina o Ac. Nicotínico
B3
Beriberi (cascara arroz)Tiamina-PPTiaminaB1
PATOLOGÍA (por carencia)
Forma de COENZIMACOMPUESTO QUÍMICO
Nombre de la VITAMINA
Piruvato
Acetil-CoA
Succinil-
Cetoglutarato
Isocitrato
Citrato
Oxalacetato
Malato
PIRUVATO DESHIDROGENASARegulación alostérica y por fosforilación/defosforilación
PIRUVATO DES-HIDROGENASA
Esta regulada de dos maneras:
•INHIBICIÓN ALOSTÉRICA POR METABOLITOSEl complejo enzimático esta inhibido por ATP y activado por AMP.
• por fosforilación / defosforilación sobre la E1
•Fosforilada es < activa•Defosforilada > activa
PIRUVATO DESHIDROGENASARegulación covalente por fosforilación/defosforilación
La PDH fosforilada(PDH-P) es inactiva y la defosforilaciónla activa de nuevo.
La PDH es estimulada (PDH a)por la insulina, fosfo-enol- piruvato y AMP, que inhiben a la PDH-kinasa ,
pero es inhibida (PDH b) por el ATP, NADH y acetil-CoA, que activan a la PDH-kinasa .
Resumen de la degradación del Pivuvato
Fermentación a alcohol en levaduras
Glucosa
4 CO2 + H2O
2 Actil-CoA
2 etanol + 2 CO2
2 piruvato
2 lactato
Fermentación a lactato en músculo en
contracción vigorosa, eritrocitos, otras células
y en algunos microorganismos
Glucolisis10 reacciones consecutivas
Ciclo del
ácido cítrico
Animales, plantas, y muchas células microbianas bajo
condiciones aeróbicas
Condiciones anaeróbicas
Condiciones anaeróbicas
Condiciones aeróbicas
En células tumorales:http://sebbm.es/BioROM/contenido/UCM/sit_fisiopat/glucolisis-cancer/index.htm