Gluconeogénesis

Metabolismo de
carbohidratos 4
(Gluconeogénesis)
Marijose Artolozaga Sustacha, MSc
GLUCONEOGÉNESIS
Gluconeogénesis
• Cerebro necesita 120 g de glucosa / día
• Cuerpo completo: 160 g / día
• No siempre alcanzan las reservas en forma de
glucógeno. Éste se agota:
– Entre comidas o en ayuno prolongado
– Después de ejercicio fuerte
• Necesario sintetizar glucosa para mantener los
niveles sanguíneos normales
Se sintetiza en hígado (y riñón) y va por sangre a cerebro y músculo
Gluconeogénesis
• Gluconeogénesis = formación de azúcar “nueva”
• Vía de síntesis de glucosa a partir de precursores
no glucídicos.
• Es una ruta muy extendida:
– Animales, hongos, microorganismos
• Reacciones son esencialmente las mismas
– en todos los organismos
– en todos los tejidos
Gluconeogénesis
• Pero el contexto metabólico y la
Músculo y
cerebro
regulación difieren 
carecen de
una enzima
• En mamíferos:
• Principalmente en hígado (y en corteza renal)
• Mayoritariamente en el citosol (y mitocondria)
• A partir de:
– Lactato  fermentación en músculo y eritrocitos, ciclo Cori
– Piruvato  glicólisis
– Algunos aminoácidos  proteínas dieta o musculares
– Glicerol  grasas
Hexoquinasa
Reacciones de la
gluconeogénesis
Fosfofructoquinasa 1
Son “contrarias” a las de la
glicólisis:
• Unas (7) son la inversa
• Otras (3) dan un “rodeo”
OJO:
¡Las 2 vías son irreversibles!
Piruvatoquinasa
• Coenzimas necesarias:
Lanzadera
ATP, GTP, NADH
salida de
mitocondria
Reacciones de la
gluconeogénesis
1a
2
3
Gluconeogénesis
Glucólisis
1b
Reacciones de la Gluconeogénesis
1ª Reacción de rodeo (bypass):
Glicólisis:
PEP  Pir
ADP
ATP
a) Piruvato carboxilasa
Gluconeogénesis: 2 pasos
Pir  OA PEP
CO2
CO2
ATP
ADP+Pi
GTP
GDP
b) PEP carboxiquinasa
1ª Reacción de rodeo (bypass):
1ª Reacción de rodeo (bypass): 1-a
a) Piruvato carboxilasa
Pir + CO2  OA
(ATP  ADP+Pi)
• Coenzima= Biotina
• Energía: ATP  ADP + Pi
En mitocondria!
Primero el Piruvato…
oentra en la mitocondria
ose produce ahí a partir de la Alanina (transaminasa)
Luego el oxalacetato puede:
- salir… ¡malato y NADH! (lanzadera)
- queda dentro... siguiente reacción
Regulación:
Necesita Acetil CoA = efector +
(Acetil CoA  la cél ya está usando otras fuentes de energía=ác.grasos)
1ª Reacción de rodeo (bypass): 1-b
b) PEP carboxiquinasa
• Necesita Mg++
• Fosforila con GTP
OA PEP + CO2
(GTP  GDP)
En el citosol!
• Oxalacetato y NADH “salen” de la mitocondria
• Formación del PEP en el citosol
En mitocondria!
• Oxalacetato y NADH se quedan en la mitocondria
• Formación del PEP en la mitocondria
1ª Reacción de rodeo (bypass):
b) PEP carboxiquinasa
Así “sale” NADH, que se
necesitará en esta vía
En el citosol!
• Oxalacetato y NADH “salen” de la mitocondria: ¡Lanzadera!
• Formación del PEP en el citosol
Cuando el precursor de la vía es el Piruvato
1ª Reacción de rodeo (bypass):
b) PEP carboxiquinasa
El NADH, que se necesitará
en esta vía, ya se encuentra
en el citosol
En mitocondria!
• Formación del PEP en la mitocondria
• El oxalacetato no sale de la mitocondria, ni el NADH!
• El PEP sale de la mitocondria (por transportadores)
Cuando el precursor de la vía es el Lactato
1ª Reacción de rodeo
Dos rutas del Pir al PEP
según el precursor sea:
• Piruvato (Alanina…)
• Lactato:
- Producido en eritrocitos o en
músculo por ejercicio anaerobio
- Llega al hígado: Lactato DH
 Piruvato y NADH en el citosol
2ª Reacción de rodeo
Glicólisis:
F-6-P F-1,6-diP
Fructosa-1,6-difosfatasa
ATP
ADP
(quinasa)
Gluconeogénesis:
F-1,6-diP F-6-P
Pi
(Fosfatasa= hidrolasa)
Glucólisis
Gluconeo
génesis
3ª Reacción de rodeo, última de la gluconeogénesis
Glicólisis:
Glucosa G-6-P
Gluconeo
génesis
Glucólisis
ATP
ADP
(quinasa)
Gluconeogénesis:
G-6-P Glucosa
Pi
(Fosfatasa= hidrolasa)
Glucosa-6-fosfatasa
¿Dónde está esta enzima?
3ª Reacción de rodeo, última de la gluconeogénesis
La Glucosa-6-fosfatasa está:
• Sólo en hígado
• En el retículo endoplasmático

Se separa esta reacción
de las de la glicólisis
(La fosfatasa abortaría
la glicólisis)
Músculo no tiene la enzima:
No puede exportar glucosa
Glucosa sale a la sangre
Balance energético
de la Gluconeogénesis
Es muy cara pero esencial:
• 2 Piruvato  1 Glucosa
Gasta:
• 4 ATP
 4 ADP
• 2 GTP
 2 GDP
• 4 H2O
 6 Pi
• 2 NADH+H+  2 NAD+
Total: 6 ATP y 2 NADH / 1 glucosa
Otros precursores glucogénicos
• Aminoácidos:
Casi todos los aá se
convierten en
o piruvato
o intermediarios del ciclo
de Krebs 
 Oxalacetato
Gluconeogénesis
• Glicerol  glicerol-3-P  Dihidroxiacetona-P
Regulación de la gluconeogénesis
Gluconeogénesis ocurre en:
• ayuno
Regulación hormonal y alostérica
• ejercicio prolongado
• dieta alta en proteínas
• estrés…
Depende de
- La disponibilidad de sustratos glucogénicos, ej:
- ejercicio   lactato
- estrés  glicerol de adipocitos
- dieta de proteínas   aminoácidos glucogénicos
- La actividad de enzimas clave de las vías
- La cantidad de ciertas enzimas clave
Regulación glucólisis - gluconeogénesis
Debe ser coordinada y recíproca:
si aumenta una vía, baja la otra
Regulación:
• alostérica
• hormonal
• activación e inactivación por modificación
covalente (fosforilación y defosforilación)
• enzimas inducidas
Regulación glucólisis - gluconeogénesis
Ej: ayuno,  insulina, glucagón:
- (glucagón…AMPc):
- Las 3 enz claves de Gluconeogénesis son inducidas 
- La Pir Quinasa de la Glicólisis es fosforilada= inactiva 
- Fosforila la Fosfosfructoquinasa2 = enzima reguladora
- Se liberan los ác.grasos del tejido adiposo   hígado
 b-oxidación acetil-CoA  Krebs  energía = ATP

Activador de la Pir
Carboxilasa de la
gluconeogénesis
Pir  oxalacetato

Inhibidor de la PirDH
(se fosforila):
Piruvato no pasa a
acetil CoA y Krebs

Inhibidor de la
Fosfosfructoquinasa1
de la glicólisis
Regulación glucólisis - gluconeogénesis
Glucagón hace que baje la
concentración de F 2,6-diP 
 Glucólisis,  gluconeogénesis
Regulación glucólisis - gluconeogénesis
Ej: Fosfosfructoquinasa2 = enzima reguladora
Enzima con dos actividades opuestas:
-Fosfosfructoquinasa2 es activa cuando está defosforilada:
-Fructosa-2,6-Difosfatasa es activa cuando está fosforilada
Activador alostérico
de la Fosfofructoquinasa1
de la glicólisis y también
inhibidor de la fosfatasa de
la gluconeogénesis
defosforilada
Ocurre si el glucagón está bajo!!
Si está alto ocurre lo contrario.
fosforilada