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Anabolismo de los carbohidratos
UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA ESCUELA DE AGRONOMÍA FACULTAD DE AGRONOMÍA DEPARTAMENTO DE QUIMÍCA Y TECNOLOGÍA CATEDRA DE BIOQUIMÍCA Gluconeogénesis Glucogénesis Glucólisis Gluconeogénesis Citoplasma Polisacáridos (Almidón o Glucógeno) Visión General del Metabolismo Hidrólisis Glucogénesis de Carbohidratos Monosacáridos (Glucosa) ATP Ribosa Glucosa 6P Ruta del Fosfogluconato NADPH + H+ ATP Gliceraldehído 3 P NADH + H+ ATP Ácido Láctico Fermentación Láctica ATP Etanal + CO2 Etanol Fermentación Alcohólica Ácido Pirúvico Acetil CoA Mitocondria Ác. Oxalacético CO2 NADH + H+ Ác. Cítrico NADH + H+ Ác. Isocítrico Ác. Málico CO2 NADH + H+ Ác. a-Cetoglutárico Ciclo de Krebs Ác. Fumárico FADH2 Ác. Succínico Succinil CoA CO2 NADH + H+ GTP H2O I CoQ II III Cit c IV O2 Cadena de Transporte de Electrones Profa. Audrey Suárez. Bioquímica. Objetivo 2. Metabolismo de Carbohidratos. V ADP+Pi ATP Visión general del anabolismo de los carbohidratos Procesos anabólicos de los carbohidratos Gluconeogénesis Glucogénesis Biosíntesis de glucosa a partir de precursores sencillos. Biosíntesis del glucógeno o almidón a partir de la glucosa Requieren ATP o GTP Potenciales de reducción NADH + H+ Gluconeogénesis Glucosa sanguínea Glicoproteínas Glucógeno monosacáridos Disacáridos Almidón Sacarosa Visión general del anabolismo de los carbohidratos Almidón Glucógeno Glucogénesis Dihidroxicetona P Gliceraldehido 3 P glicerol g l u c o Glucosa 6 P n e Fosfoenolpíruvato o g é n Oxalacetato e s i Piruvato s Glucosa Lactato Aminoácidos glucogénicos (Aspartato, Glutamato) Ruta del glioxialato Metabolitos del ciclo de Krebs Gluconeogénesis ATP ADP Glucosa Comparte las 7 reacciones reversibles de la glucolisis Glucosa 6P Frutosa 6P 3 reacciones irreversibles que deben ser rodeadas ATP ADP Frutosa 1,6 bi P P de Dihidroxicetona Gliceraldehido 3 P Gliceraldehido 3 P Pi +NAD+ Pi +NAD+ NADH + H+ NADH + H+ 1,3 Bi fosfoglicerato ADP ATP ADP ATP 3 fosfoglicerato 2 fosfoglicerato H2O H2O Fosfoenolpiruvato Fosfoenolpiruvato ADP ATP Piruvato Gluconeogénesis Reacción irreversible Glucosa ATP hexoquinasa Fructosa 6 P Fosfoenolpiruvato ATP ATP Piruvato quinasa Fosfofrutoquinasa ADP ADP ADP Glucosa 6P 1 Fructosa1,6 bi P Piruvato Cada reacción debe ser rodeada para hacer posible la transformación en sentido inverso Rodeo de reacción: Vía diferente Con enzimas diferentes Sistema de reacciones Gluconeogénesis Rodeo de las reacciones irreversibles Enzima: Hexoquinasa Glucosa ATP ADP Pi Enzima: Glucosa 6 bi Fosfatasa Glucosa 6P Frutosa 6P Enzima: Fosfofructo quinasa ATP ADP Pi Enzima: Frutosa 1,6 bi Fosfatasa Frutosa 1,6 bi P Citosol A n a e r ó b i c o GTP Fosfoenolpiruvato E3 Oxalacetato E2 Malato NADH + H+ NAD+ A é Pi +NAD+ r + NADH + H o Oxalacetato b ADP + Pi E1 i CO2 + ATP c Piruvato Mitocondria o Malato E2 E1: Piruvato carboxilasa E2: Malato deshidrogenasa E3: Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa CO2 + GDP Piruvato Reacciones de rodeo en la gluconeogénesis Rodeo para convertir piruvato en fosfoenolpiruvato 1-. Carboxilación (mitocondria) COO- COO- C = O + CO2 + ATP C = O + ADP + APi CH2 CH3 Piruvato COOOxalacetato Enzima: Piruvato Carboxilasa La enzima requiere la coenzima Biotina. La enzima es alostérica, modulador positivo, el acetil CoA, La reacción requiere Mn+2 2-. Reducción (mitocondria) COOC = O + NADH + H+ COOHO - C - H + CH2 COOOxalacetato CH2 COOL-Malato Enzima: Malato Deshidrogenasa (Mitocondrial) NAD+ Reacciones de rodeo en la gluconeogénesis 3-. Deshidrogenacion (Citosol) COOHO - C - H + NAD+ CH2 COOL-Malato COOC=O + NADH + H+ CH2 COOOxalacetato Enzima: Malato Deshidrogenasa (citoplasmática) 4-. Descarboxilacion (Citosol) COO- C = O + GTP C-O CH2 CH2 SI COO- P + CO2 + GDP COOOxalacetato Fosfoenolpiruvato Enzima: Fosfoenolpiruvato Carboxiquinasa (citoplasmática) Reacciones de rodeo en la gluconeogénesis Rodeo para convertir Fructosa 1,6 bi fosfato en Frutosa 6 Fosfato: Hidrólisis (citosol) P – O2HC O CH2 - P + P – O2HC O CH2 OH H2 O Fructosa 1,6 bi fosfato + Pi Fructosa 6 fosfato Enzima: Fructosa 1,6 Fosfatasa Rodeo para convertir Glucosa 6 fosfato en Glucosa: Hidrólisis (citosol) CH2OH CH2O - P O O + H2 O Glucosa 6 fosfato Enzima: Glucosa 6 fosfatasa + Glucosa Pi Balance energético de la gluconeogénesis Molécula Producido Consumido Neto ATP 0 4 -4 GTP 0 2 -2 NADH 0 2 -2 La síntesis de glucosa a partir de piruvato es energéticamente costosa 1,3 bi fosfoglicerato 3 fosfoglicerato Requiere 2 fosfoglicerato (2) Fosfoenolpiruvato (2) Oxalacetato (2) Piruvato 6 enlaces fosfato de alta energía 2 molecs. NADH De Ecuación general de la gluconeogénesis Desde piruvato hasta glucosa 6P 2 piruvato 4 ATP 2 GTP 2 NADH 2 H 6 H 2O glu cos a 6 P + 4ADP + 2GDP + 2NAD 5Pi Sustrato 2NADH + H+ 2 UTP 4 ATP Producto 2 Piruvato (3C) G l u c o n e o g é n e s i s Glucosa 6 P (6C) Resumen de la gluconeogénesis Biosintetico Aeróbico y Anaeróbico Piruvato Anabólico Condiciones Precursor Tipo de proceso Gluconeogénesis No es estrictamente reacción inversa de glucolisis. Tres reacciones distintas “Reacciones de rodeo” la la glucosa Productos Energética Consume 4 ATP 2 GTP 2 NADH GLUCOGENÉSIS Aspectos generales Glucógeno Almidón Hígado Músculos Biosíntesis Etapas Preiniciación GLUCOGÉNESIS Precursor activo Iniciación Ocurre citosol Cloroplatos y amiloplastos ADP-glucosa Síntesis del almidón UDP-glucosa Alargamiento Transportadores de restos glucósidos Síntesis del glucógeno Grupo D-glucosilo Uridina OH Plantas Uridin Tri fosfato Etapas de la glucogénesis Síntesis del glucógeno Etapa de preiniciación: Formación del precursor UDP-glucosa CH2O - P O CH2OH O O-P Glucosa 6 P Enzima: Fosfoglucomutasa Glucosa 1 P 2Pi Grupo D-glucosilo CH2OH Uridina energía O + UTP O-P Glucosa 1 P + PPi OH Uridin Tri fosfato Enzima: glucosa 1 P uridil Trasferasa UDP-Glucosa Intermediario de alto contenido energético, donador de unidades de glucosilo. Etapas de la glucogénesis Etapa de iniciación: Punto de partida de la síntesis Glucogenina Se requiere de una molécula cebadora para iniciar la polimerización. G OH UDP-Glucosa Glucosil Transferasa El UDP-glucosa dona residuos glucosilos al extreno no reductor de la cadena. UDP G Refosforilación Glucosa 1 P + O + ATP UTP + ADP Nucleosido difosfatoquinasa La reacción se repite hasta que se hallan unido 7 residuos de glucosilos. Se inactiva glucosil transferasa G O Enlaces glucosídicos a (1 4) Etapas de la glucogénesis Etapa de alargamiento y ramificación Actúan dos enzimas G O UDP-Glucosa UDP Glucógeno Sintetasa Glucosa 1 P + ATP G + UTP + ADP O Enlaces glucosídicos a (1 4) Enzima ramificante: Amilo-(1,4 1,6)-Transglucosidasa G O Enlaces glucosídicos a (1 6) ..... ..... Alargamiento de la cadena Glucógeno Sintetasa Etapas de la glucogénesis Etapa de alargamiento y ramificación Glucógeno sintetasa G Enzima ramificante Ecuación general UDP Glucosa (Glucosa) n UDP + (Glucosa) n 1 G Glucógeno Etapas de la glucogénesis Síntesis del almidón 2Pi Glucosa 1 P-adenil-Transferasa + ATP Glucosa 1 P G ADP-Glucosa + PPi O ADP-Glucosa Almidón Sintasa Por cada molécula de ADP-Glucosa se necesita un ATP. ADP Enlaces glucosídicos G energía O a (1 4) Amilosa Enzima ramificante: Amilo-(1,4 1,6)-Transglucosida. .... Enlaces glucosídicos a (1 6) G O .... Amilopectina PRINCIPALES DESTINOS DE LA GLUCOSA Glucogeno, Almidon, Sacarosa Almacenamiento GLUCOSA Oxidación vía ruta Fosfato de pentosas Ribosa 5 fosfato Oxidación vía glucólisis Piruvato
