Metabolismo de Carbohidratos: Glucólisis

Metabolismo
Facultad de Ciencias de la Salud
BIO160
Bi
Bioquímica
í i General
G
l
METABOLISMO
Corresponde a la actividad
coordinada que ocurre dentro de una célula,
célula en la cual
participan sistemas multienzimáticos (rutas metabólicas)
Metabolismo de Carbohidratos:
Glucólisis
• Obtener energía química a partir de la energía solar
o degradando nutrientes del medioambiente.
RUTAS
METABÓLICAS
Profesor:
Juan Fuentes
• Convertir nutrientes en moléculas propias de la
célula.
• Polimerizar
macromoléculas
polisacáridos).
moléculas
(proteínas,
pequeñas
en
ácidos nucleicos y
• Sintetizar y degradar biomoléculas necesarias para
funciones especificas de la célula.
Forma de obtención de carbono
DEGRADACIÓN
• AUTÓTROFOS
utilizan la energía
solar para poder fijar el CO2.
2 atmosférico
(fuente de carbonos).
• HETERÓTROFOS
no pueden
d
obtener el carbono del CO2 atmosférico.
Lo obtienen a partir de moléculas
orgánicas
g
complejas.
p j
BIOSÍNTESIS
Metabolismo de la glucosa
GLICÓLISIS
• Químicamente corresponde
a reacciones de oxidación.
1 molécula de Glucosa (6 C)
2 moléculas de piruvato (3 C)
Rendimiento de la glucólisis
RENDIMIENTO
1 Glucosa + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi
2 Piruvato + 2 NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2P i ⎯⎯→ 2piruvato + 2NADH + 2H + + 2ATP + 2H 2 O
glucosa + 2NAD+ ⎯⎯→ 2piruvato + 2NADH + 2H +
Consume ATP
Hexoquinasa (1)
os o uctoqu asa (3)
Fosfofructoquinasa
Produce ATP
Fosfoglicerato quinasa (7)
Piruvato q
quinasa ((10))
Produce NADH
Gliceraldehído 3P –
g
((6))
deshidrogenasa
Destinos del piruvato
2ADP + 2Pi ⎯⎯→ 2ATP + 2H 2 O
ΔG1' º = −146 kJ / mol
ΔG2' º = 2·(30,5 kJ / mol ) = 61 kJ / mol
ΔG1' º + ΔG2' º = −85 kJ / mol
Importancia de los intermediarios fosforilados de la glucólisis
1. Mantener los intermediarios al interior de la célula
2. Conservación de la energía:
g Los enlaces éster de fosfato son
altamente energéticos
3. La energía de unión de los grupos fosfato contribuye a disminuir la
energía de activación.
activación El fostato de une con Mg2+, donde este
complejo es reconocido por las enzimas de la glucólisis
Fase de preparación: 1) Fosforilación de la glucosa
Fase de preparación: 2) Isomerización
Regulatoria
Fase de preparación: 3) Fosforilación de fructosa 6-fosfato
Específico de la glucólisis
PFK-1
Mayor
y p
punto en la regulación
g
de la glucólisis
g
Activada por ADP y AMP
Inhibida por ATP y citrato
Fase de preparación: 4) Ruptura de Fructosa 1,6 bifosfato
Fase de preparación: 5) Interconversión de triosas P
Fase de preparación: Destino de los carbonos
Fase de cosecha: 6) Oxidación del gliceraldehído 3P
Fase de cosecha: 7) Transferencia de fosforil a ADP
Fosforilación a nivel de sustrato
Fase de cosecha: 8) Conversión 3 P glicerato en 2 P glicerato
Fase de cosecha: 9) Deshidratación de 2 P glicerato
Fase de cosecha: 10) Transferencia de fosforil a ADP
Fosforilación a nivel de sustrato
Fosforilación a nivel de sustrato
Regulatoria
F f li
Fosfoglicerato
t quinasa
i
Pi
Piruvato
t quinasa
i
los g
grupos
p fosfato de 1,3
, difosfoglicérico
g
son cedidos (uno
(
por
p vez)) al ADP
(adenosín difosfato) para formar ATP. Esto se conoce como fosforilación a
nivel de sustrato.
La glucólisis está estrictamente regulada
GLICÓLISIS
Las enzimas reguladas son las de los pasos irreversibles.
• Hexoquinasa
es inhibida por glucosa 6-fosfato
• Fosfofructoquinasa 1
es inhibida por ATP
es inhibida por citrato
• Piruvato quinasa
es inhibida por ATP
es inhibida por acetil CoA
GLICÓLISIS
Inhibida por ATP (mayor razón ATP/AMP) y
citrato
Activada por AMP y fructosa 2,6-bifosfato
Inhibida por glucosa 6-fosfato (producto)
GLICÓLISIS
Inhibida por ATP y acetil CoA
a la respiración
(caso de quimiótrofos)
a la fermentación
Fermentación
Gasto de NADH
Producc
ción de ATP y NA
ADH
Gasto de energía
G
Fermentación y Fosforilación a nivel de sustrato (glucólisis)
Fermentación: El aceptor de electrones es orgánico
Compuesto orgánico (dador de e-)
electrones
Intermediario
P
ADP
Intermediario – P
ATP
Compuesto orgánico oxidado (aceptor de e-)
Transportador de e(NADH)
Compuesto
p
orgánico
g
reducido
(producto de la fermentación)
Fermentación alcohólica: aceptor de e- es acetaldehído
Fermentación láctica: aceptor de e- es piruvato